Fruits production of pineapple (Ananas comosus (L.) Merr.) MD-2 from vitroplants
Romelio Rodríguez,I Rosa Becquer.II Yaima Pino,I Dariel López,I René C. Rodríguez,I Gustavo Y. Lorente González,I Roberto E. Izquierdo,I Justo L. GonzálezI
ILaboratorio de Agro-biología, Centro de Bioplantas. UNICA. Cuba.
IICooperativa de Créditos y Servicios (CCS) ¨José Martí¨, Ciego de Ávila, Cuba.
La piña (Anana comosus (L.) Merr.) es una especie de gran demanda comercial, entre las variedades más promisorias se encuentra la MD-2 la cual ha acaparado la atracción del consumidor en los últimos años. Por esta razón se emplean las técnicas de micropropagación para lograr plantas con mejores caracteres agronómicos y producir semillas de excelente calidad. En Cuba, aunque se han realizado algunos intentos de introducir las vitroplantas bajo las condiciones de producción de Entidades Estatales y Empresas Agrícolas, por diversas causas no se ha logrado satisfactoriamente este objetivo. Por esta razón, se comenzó a trabajar la introducción de vitroplantas de piña MD-2 con la colaboración de campesinos seleccionados y sus familiares, con vista a establecer procedimientos agro-técnicos que permitan contar con un material de siembra alternativo, necesario para la reanimación productiva del cultivo de la piña y así desarrollar las bases tecnológicas para garantizar la generación continua del material de siembra necesario para mantener las estrategias varietales, acorde a la biodiversidad y exigencia del mercado. Los resultados alcanzados hasta la fecha demuestran que se logran altos porcentajes de supervivencia en las vitroplantas (90 %) durante los primeros tres meses de evaluación en campo. El manejo agro-técnico que se estableció, permitió el incremento de todas las variables evaluadas en las vitroplantas (número de hojas, número de raíces, longitud de la raíz mayor, longitud y ancho de la hoja ¨D¨, masa fresca y longitud de la planta) en las condiciones de campo ensayadas. También se pudo demostrar, por análisis bromatológicos realizados a los frutos, que éstos cumplen con las características descritas internacionalmente para la piña MD-2 y que las atenciones agrotécnicas realizadas al cultivo influyeron en los resultados.
Palabras clave: campesinos, micropropagación, piña, vitroplantas.
ABSTRACT
Pineapple (Anana comosus (L.) Merr.) is a species of high commercial demand, MD-2 is among the most promising varieties, which has captured the consumer appeal in recent years. For this reason micro-propagation techniques are used to achieve plants with better agronomic traits and seed production of excellent quality. In Cuba, although there have been some attempts to introduce the plantlets under production conditions of State Entities and Agricultural Enterprise, for various reasons the goal has not successfully been achieved. For this reason, we began working introducing vitroplants of pineapple MD-2 in collaboration with selected farmers and their families with a view to establishing agro-technics that allow to have an alternative planting material, procedures, necessary for productive reanimation pineapple cultivation and develop the technological basis to ensure continuous generation of planting material needed to maintain varietal biodiversity strategies and according to market demand. The results achieved to date demonstrate higher survival rates in vitro plants (90 %) during the first three months of field evaluation. The agrotechnic management established, allowed the increase of all variables evaluated in vitro plants (No. of leaves, No. of roots, length of major root and ¨D¨ leaf width, fresh mass and length of plant) tested in field conditions. It was also shown by bromatology analyzes, done to the fruits that they comply with such attributes internationally for pineapple MD-2 and that the agrotechnics applied to this crop influenced the results achieved.
Key words: farmers, micro-propagation, pineapple, vitroplants.
INTRODUCCIÓN
La piña (Ananas comosus (L.) Merr.) ha sido por años como uno de los recursos económicos de exportación en muchos países, en especial el cultivar Gold “Extra Sweet” MD-2, que por su contenido de sólidos solubles, aroma y color ha sido preferida y se ha mantenido como la número uno en los mercados mundiales. La variedad MD-2, también llamada Amarilla o Dorada, es un cultivar producto del cruce de dos híbridos (PRI 581184 x PRI 59443) y se conoce que uno de sus progenitores proviene de Cayena lisa. La empresa Del Monte Fresh Produce en Hawai Inc. la comercializa como Dorada extra dulce (Gold extra sweet, Golden Ripe o Gold) desde 1996. La planta es de rápido crecimiento y de ciclo de producción más corto; además, los rendimientos de producción y de tamaño de la fruta son mayores y es una fruta muy dulce y jugosa, aunque se reconoce que es más susceptible al daño mecánico y a la Phytohpthora que la Champaka (1, 2, 3). ]]>
La producción de piña en Cuba, presentó un descenso paulatino hasta el año 2009A y como estrategia para el desarrollo económico del país, desde ese año se desarrolla un programa para la recuperación de su producción. En la provincia de Ciego de Ávila se trazaron estrategias lideradas por la Empresa Agroindustrial “Ceballos”, que apuntaban al desarrollo de las plantaciones, involucrando no solo a entidades estatales y cooperativas, sino también a campesinos independientes de todos los municipios de la provincia.
El reemplazo de cultivares de menor rendimiento por otros mejores es una tarea difícil, teniendo en cuenta que la piña es uno de los frutales con alta densidad de siembra, alrededor de 62 000 propágulos por hectárea para ‘MD-2’ y, al mismo tiempo, es la que menos propágulos produce naturalmente (4). La necesidad de introducir esta nueva variedad de piña en plantaciones cubanas requiere de altas producciones de semillas en el menor tiempo posible para cubrir el área, lo cual se puede lograr con el empleo eficiente de las técnicas de micropropagación.
Esta nueva variedad fue introducida en Cuba desde Costa Rica por el Centro de Bioplantas desde el año 2005 y se han comercializado aproximadamente
1 millón de vitroplantas a Ghana (África), desde ese propio año hasta el 2008. Bajo las condiciones climáticas de Cuba este híbrido ha presentado una buena adaptación, por lo que la extensión nacional de siembra se ha incrementado a partir del 2009 por la Empresa Agroindustrial “Ceballos”, de Ciego de Ávila, lo que le ha permitido exportar fruta fresca al mercado Europeo. No obstante, en vitroplantas no se ha logrado implementar una metodología que permita el establecimiento de estas en campo y evaluar el ciclo completo del cultivo (hasta los frutos), objetivo que será tratado en este trabajo.
MATERIALES Y MÉTODOS
Investigadores del Centro de Bioplantas, han desarrollado un novedoso protocolo de micropropagación, basado en el empleo del medio líquido y la tecnología de la inmersión temporal, unido a la implementación de un sistema semi automatizado, que posibilita reducir el tiempo necesario para generar cantidades suficientes de vitroplantas destinadas a la creación de bancos de semillas básicas que permitan el fomento de plantaciones piñeras con semilla de calidad (Figura 1) (5, 6).
Plántulas de piña MD-2 de seis meses de edad, las que ya habían cumplido el ciclo de las fases de aclimatización, vivero y endurecimiento al sol, fueron seleccionadas homogéneamente para ser plantadas bajo condiciones de campo. Las características morfológicas de las plántulas se exponen en la Tabla I.
En el mes de mayo de 2012 las plántulas fueron trasladadas a la finca ¨Los Rabelos¨, donde continuaron el proceso de endurecimiento (condiciones de ambiente natural) por otros 15 días y a finales de este mes y principios de junio, se plantaron 5 000 vitroplantas de piña MD-2.
Las condiciones para realizar el trasplante de las vitroplantas se ajustaron a la aplicación de 25,0 kg de estiércol de ganado vacuno descompuesto + 12,5 kg de fertilizante complejo de N-P-K cristalino (Haifa Chemicals Ltd., Haifa Bay 26120, Israel) en el fondo del cantero de 100 m de largo. Posterior a estas aplicaciones se realizó un riego ligero antes de iniciar la plantación. La distancia de plantación empleada fue de 0,40 cm entre hileras y 0,30 cm entre plantas, a razón de 55 000 plantas por hectárea, según lo establecido para este cultivar.
Antes de la plantación se realizó un análisis de las propiedades químicas del suelo y el resultado demostró que el mismo cumple con las características de los suelos Ferralítico Rojo Típico de la zona y que son actos para producir el cultivo de la piña (Tabla II).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la evaluación de la mortalidad realizada a los 30 días posteriores a la fecha de la siembra, solo se habían cuantificado 242 plántulas muertas (4,85 %) por diversas causas como (Phytophthora ssp., suelo en el corazón de la planta y por daños en el momento de la siembra), lo que permite suponer que los tratamientos de protección fitosanitarias empleados en estos primeros momentos fueron eficientes, demostrado por el 95,15 % de supervivencia alcanzado por las plántulas en esos estresantes momentos (Figura 2). Cuando se evaluó esta variable a los 60 y 90 días de permanecer las plantas en condiciones de producción y ambiente natural, se pudo apreciar que los porcentajes de supervivencia (93,23 y 90,19 % respectivamente) aún se mantenían elevados y sin diferencia significativas entre los momentos de evaluación. Estos resultados indican la rápida y favorable adaptación que tienen las plántulas de piña cuando son sometidas a nuevas y estresantes condiciones ambientales.
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Desde el momento en que expusieron las plántulas a las drásticas condiciones de ambiente natural (mayor intensidad de luz y temperatura), presentaron apariencia blanquecina, semejante a las quemaduras típicas de esta especie (8), aunque en este caso no provocaron la muerte. También se observó amarillez en las hojas de las plántulas propia de la desnaturalización de las clorofilas, síntomas del proceso de fotoinhibición (9). Aunque se pudo observar una pronta recuperación de estos síntomas en la evaluación realizada posteriormente, lo que indica la pronta adaptación y rápida recuperación a los cambios ambientales característicos en las plantas CAM (10, 11).
Aun cuando han existido algunas muertes se puede observar una muy buena población y adecuado desarrollo vegetativo del cultivo. Hasta la actualidad se han realizado dos aplicaciones de fertilizante de fondo (NPK) y se han aplicado foliarmente tres productos fúngicos para prevenir la aparición de enfermedades fungosas (Mancozeb, Aliette y Ridomil); se indicó el riego con una frecuencia de 30 minutos cada dos o tres días, si el cultivo lo demanda y en coordinación con el campesino se acordó aplicar fertilizante foliar semanalmente a la mitad de la dosis recomendada y cuando las plántulas cumplieran 45 días de plantadas.
Está ampliamente reconocido que suelos con pH superiores 6,5 las plantas no fijan hierro, hay mayor presencia de Phytophthora spp., que se reproducen aceleradamente en el mismo y hacen un mayor daño al cultivo, cuando las condiciones climáticas incrementan la humedad del suelo y la temperatura, es por ello la necesidad de hacer aplicaciones de fungicidas para prevenir la presencia de la misma y realizar aplicaciones de fertilizantes foliares (12).
Estos resultados son alentadores sí se tiene en cuenta que esta es una etapa muy estresante para las plántulas por los cambios ambientales bruscos, el suelo y el riesgo al que se exponen las mismas, entre otros.
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Luego de alcanzar altos porcentajes de supervivencia en las plántulas, es necesario evaluar el comportamiento de variables de crecimiento, para conocer si la agrotécnia que se emplea es la adecuada y poder corregirlas a tiempo hasta alcanzar dinámicas tasas de crecimiento (Figura 3).
En la figura se puede apreciar que las plántulas a los 45 días mantienen su color verde, no existen grandes daños por quemaduras y se observa la emisión de un nuevo y autotrófico follaje que permite un mayor crecimiento. La Tabla III muestra los incrementos de las variables morfológicas evaluadas en las plántulas en condiciones de campo.
En la evaluación realizada a los 90 días de permanecer las plántulas en condiciones de campo, no se observan diferencias estadísticas en la mayoría de las variables, con respecto a los 60 días, sólo en el número de raíces se cuantificaron incrementos que marcan diferencias estadísticas. Es de destacar como ya a partir de la evaluación realizada a los 120 días se observa un incremento constante y significativo de la masa fresca, luego que las plántulas logran adaptarse a las nuevas condiciones ambientales; todas las variables relacionadas con la longitud (raíces, hoja ¨D¨ y de la planta) aportaron significativamente al incremento de esta variable.
Nuevamente los resultados muestran cómo las plántulas de piña se recuperaron rápidamente del estrés que les imponen el cambio de ambiente y el de condiciones edafo-climáticas, al ser trasplantadas a campo. Es bien conocido que estos cambios provocan estrés en las plantas, expresados en términos de acumulación de ABA, prolina y especies reactivas del oxígeno (13), por lo que es preciso atenuar los efectos negativos de las condiciones estresantes para que las plantas mantengan un constante crecimiento y esto se logra con un adecuado manejo agrotécnico.
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Los resultados alcanzados en este trabajo han servido de base para que otros campesinos aledaños a la finca donde se realiza el experimento, estén motivados con introducir este nuevo y promisorio híbrido en sus fincas productivas. Ya en estos momentos varios campesinos se han ido capacitando y familiarizando con este cultivo, proveniente de vitroplantas en la propia finca “Los Rabelos”.
A los 14 meses de plantado el cultivo y luego de realizada una caracterización de las plantas en grandes, medianas y pequeñas se indujo la floración de las misma (Tabla IV).
Como se puede apreciar las plantas consideradas como grandes difieren estadísticamente de las demás categorías, los valores alcanzados en estas plantas se encuentran en los rangos que se han logrado para este hibrido propagado a partir de semilla agámica. Resultados de experimentos han correlacionado que plantas con una masa fresca superior a 3 000 g logran alcanzar frutos con un peso de 2 000 g. No se observaron diferencias significativas entre las plantas medianas y pequeñas en las variables masa fresca, longitud y ancho de la hoja ¨D¨.
En la Tabla V se aprecia el efecto de la aplicación del inductor de floración sobre las clasificaciones antes establecidas en las plantas de piña.
Los resultados alcanzados reafirman el papel del Ethrel® 480 como inductor de la floración en plantas de piña. No obstante, el comportamiento diferente entre las clasificaciones estudiadas, pudiera estar relacionado a que en las plantas pequeñas los niveles de etileno que se necesitan para lograr el umbral de la inducción son menores que en las plantas de mayor porte. Esto está relacionado con una regulación espacial y temporal del etileno en el tejido de las plantas, las pequeñas quizás tenían mayor contenido de etileno en los tejidos y por ello florecieron con mayor facilidad en la evaluación realizada a los 45 días. ]]>
En cuanto al material de plantación, las variaciones observadas en relación con la floración son consecuencias de las diferencias en el tenor de reservas nutricionales y del estado fisiológico de los propágulos. Se ha observado que la masa del propágulo influyó decisivamente en el ciclo de la planta. No obstante, se observaron plantas pequeñas que han respondido satisfactoriamente a la inducción natural y artificial. Se reconoce que la inducción floral en la piña MD-2 se logra también por diferentes tipos de estrés y las plantas pequeñas responden muy fácilmente a estos (4).
En las condiciones experimentales ensayadas se lograron buenos porcentajes de floración en todos los momentos evaluados, posteriores al tratamiento de inducción floral con Ethrel® 480, con un 92,6 % como valor máximo en las plantas clasificadas como grandes a los 50 días.
De esta forma se garantiza una alta homogeneidad en el desarrollo de la inflorescencia y del fruto, así como una cosecha concentrada. También se ha considerado que una inducción floral eficiente debe superar el 90 % de plantas florecidas (14).
El cultivo de la piña en su desarrollo vegetativo atraviesa etapas de crecimiento lento hasta completar su madurez fisiológica. Su ciclo puede estar dividido en tres fases: la vegetativa que implica desde la plantación a la diferenciación floral; la reproductiva (floración-fructificación), que comprende la diferenciación floral hasta la maduración del fruto y, por último, la propagativa, que empieza en la fase productiva pero continúa después que la fruta es cosechada. Entre esas fases la menos flexible es la reproductiva, independientemente, que la floración sea natural o artificial.
La Figura 4 muestra el proceso de maduración natural de los frutos de piña producidos por vitroplantas según las categorías establecidas.
La calidad de los frutos incluye los aspectos externos e internos de los mismos, por ello es importante realizar un análisis detallado de las variables químicas y físicas de estos (15).
Los resultados de los análisis químicos realizados a los frutos piñas MD-2 en el momento de cosecha, según las clasificaciones establecidas anteriormente, se pueden observar en la Tabla VI.
Aun cuando en los valores se destacan las diferencias en las concentraciones de sólidos solubles según las categorías establecidas, estos están bajos, comparados con los resultados alcanzados en MD-2 producidas en Ghana (16). Sin embargo, los frutos de las vitroplantas superaron los valores en pH, ácido ascórbico (vitamina C) y contenido de sólidos solubles. El contenido de ácido ascórbico en los frutos es muy importante ya que se reconoce su influencia en la salud, sobre todo como agente antioxidante en el metabolismo celular. En plantas de piña MD-2 en Ghana, se han encontrado valores de ácido ascórbico de 51,33 mg 100 mL de jugos en los frutos (16), los que son inferiores a los encontrados en este trabajo (70,1 como promedio). Estas diferencias pudieron estar influenciadas por las condiciones climáticas y la agrotecnia que se empleó en este experimento, que difiere de las utilizadas en las plantaciones de producción establecidas para este cultivo por otros países (Ghana, Costa Rica y Panamá) (17) y la Empresa Agroindustrial de Ceballos en Cuba.
En las frutas obtenidas en este experimento la maduración ocurrió de forma natural, nunca se empleó la técnica de desverdización de los frutos, aunque se reconoce que la traslucidez del fruto predomina sobre el contenido de sólidos solubles para tomar la decisión de desverdizar los mismos, para alcanzar homogenizar el color de las frutas para la cosecha. También se ha demostrado que los diferentes colores en los frutos de piña guardan una estrecha relación con el grado de madurez y las propiedades físico-químicas de estos en almacenamiento, mostrando grandes cambios en los contenidos de azúcar, pH y sólidos solubles (18, 19).
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El pH es el resultado de los cambios bioquímicos que sufre el fruto de piña durante el período de maduración fuera de la planta, planteándose conceptualmente, que a medida que la piña se madura, el pH aumenta, tiende a básico, por ello en los primeros días se encuentra dentro de los rangos de acidez, debido a que la maduración se ha provocado, en primera instancia, por el estrés de la recolección, y a partir de los días sucesivos tiende a acelerarse el proceso de maduración y futura senescencia del fruto como proceso natural (Tabla VII).
Los resultados de experimentos con vitroplantas muestran que los frutos alcanzan valores promedio entre 1,68, 1,52 y 1,03 kg, en correspondencia con las categorías establecidas de grandes, medianas y pequeñas. El tamaño del fruto es muy importante para la comercialización de la piña. El tamaño final de la fruta es controlado por señales internas de desarrollo y moduladas por señales ambientales. Los mecanismos intrínsecos responsables de la variación en el tamaño del órgano no han sido bien estudiados, pero los cambios en el número y el tamaño de las células son las características más importantes durante el desarrollo del fruto, ya que influyen directamente en el tamaño final de los frutos (20). Estos promedian
77,5 toneladas por hectárea si se emplea una densidad de plantación de 55 000 plantas ha-1.
El peso de los frutos decrece a medida que se incrementa la densidad, pero el rendimiento por hectárea aumenta hasta llegar al máximo (21), ya que el rendimiento está en función de la eficiencia fotosintética por unidad de área foliar (22, 23). Estos mismos autores mencionan que la eficiencia fotosintética al momento de la inducción floral influye de manera importante en el rendimiento.
La forma de la fruta es una característica de calidad importante para los tres tipos de mercado existente. En el mercado fresco nacional, la fruta muy cilíndrica se aprecia menos y se distancia de las características de la variedad MD-2, lo que hace que para el mercado internacional es la llamada fruta de rechazo y no se exporta. Sin embargo, en el caso del mercado industrial esta piña cilíndrica tiene mayor rendimiento en rebanadas, lo que hace que no se pierda esta importante producción (8).
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En la Tabla VIII se puede observar los resultados alcanzados con los análisis físicos realizados a las coronas de los frutos.
Los resultados muestran que no existieron deformaciones en las coronas y que estas cumplieron los parámetros establecidos en las de las frutas de la MD-2. Se ha encontrado que cuando no se cumple con los sub-cultivos establecidos pueden aparecer multicoronas o desfaseación estas en condiciones de campo. Aspectos que no fueron observados en las vitroplantas durante la permanencia en campo.
Los resultados indican que los frutos obtenidos de las vitroplantas tienen las mismas características químicas y físicas que las frutas de piña MD-2 logradas por propagación convencional.
CONCLUSIONES
AGRADECIMIENTOS
Se agradece al grupo de Calidad del Centro de Bioplantas por los análisis bromatológicos realizados.
Nota al pie
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Romelio Rodríguez, Laboratorio de Agro-biología, Centro de Bioplantas. UNICA. Cuba. Email: romelio@bioplantas.cu
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