Respuesta ecofisiológica de la fresa cultivada en condiciones protegidas y en campo abierto

Abstract

Esta investigación comparó la respuesta ecofisiológica de la fresa (Fragaria × ananassa Duch.) ‘Monterey’ cultivada en condiciones protegidas bajo invernadero no climatizado con cubierta de polietileno (INV) y en campo abierto (CA), y su relación con factores micrometeorológicos, en Cajicá (2.562 msnm; Cundinamarca, Colombia). Se evaluaron el desempeño fotosintético, el intercambio gaseoso, las relaciones hídricas y el crecimiento en diferentes estados del desarrollo vegetativo y reproductivo de las plantas, así como el rendimiento y las características fisicoquímicas relacionadas con los atributos organolépticos y funcionales de los frutos en cuatro momentos de cosecha durante los primeros seis meses de producción. En ambos ambientes de cultivo se obtuvo un alto rendimiento fotoquímico potencial del PSII (Fv/Fm), alrededor de 0,83, sin embargo, bajo INV las plantas se aclimataron a la menor radiación, presentando menor quenching fotoquímico (qP), mayor quenching no fotoquímico (NPQ), mayor área foliar específica(SLA), menor contenido de carotenoides (cx+c), inferior relación entre clorofila a y b (chla/chlb), mientras que la respuesta de fotosíntesis al CO2 (An/Ci) fue similar entre los ambientes. El mejor desempeño fotosintético de las plantas en CA se reflejó en una mayor tasa de transporte de electrones (J), mayor quenching fotoquímico (qP) y tasa más alta de fotosíntesis neta tanto máxima (Amax) como promedio diurna (An). El aumento en la radiación PAR, la temperatura del aire (Ta) y el descenso en el déficit de presión de vapor (DPV) favorecieron mayor An. Consecuentemente, en CA se encontraron mayores tasas de crecimiento relativo (RGR) y de asimilación neta (NAR), con superior acumulación de biomasa seca total por planta. El índice de cosecha (HI) y el número de frutos fueron similares para ambos ambientes, pero en CA se encontró mayor partición de asimilados hacia éstos, cuyo peso seco individual fue 13,5 % superior al del INV, contribuyendo a que el rendimiento (g/planta) fuera 20 % mayor en CA. El gradiente hídrico entre el sustrato, la planta y la atmósfera fue más favorable en CA, donde mayor humedad volumétrica del sustrato (Өvol), Ta más baja y menor DPV, junto con mayor PAR, permitieron mayor conductancia estomática (gs) y An, con un 15 % menos de agua evapotranspirada desde el trasplante hasta finalizar la primera cosecha (EVTacum). La menor gs que presentaron las plantas bajo INV durante la etapa vegetativa y la floración, les permitió conservar un Ψwfol hacia el mediodía y una turgencia de los tejidos de la hoja (CRA) que fueron similares a los registrados en las plantas de campo abierto; sin embargo, la disminución en la PAR limitó An y la acumulación de biomasa y el rendimiento. El uso eficiente del agua, evaluado desde el intercambio gaseoso (WUEint y WUEext) y a través de la producción de biomasa (WUEp) y del rendimiento del cultivo (WUEc) con relación a EVTacum., fue superior en CA. Las condiciones de cultivo en CA permitieron ofrecer frutos con mayor calidad organoléptica, siendo 38,5 % más firmes, con el color de la piel más brillante (L*) e intenso (C*), aunque con similar tonalidad roja (h) y contenido de agua (CH) que en INV. Los sólidos solubles totales (SST) de los frutos fueron similares, mientras que la acidez total titulable (ATT) resultó superior en INV y especialmente el ácido ascórbico con 58 % más de contenido, sin embargo, el índice de dulzor de las fresas (SST/ATT) fue más bajo en este ambiente. La cantidad de compuestos fenólicos totales de los frutos resultó 31 % superior en CA y correlacionó con su mayor capacidad antioxidante (menor IC50fenol), mientras que las antocianinas fueron 32 % más abundantes en los frutos bajo INV. El aumento de la PAR, desde 50 días antes de la cosecha, incrementó la biomasa, STT y C* de los frutos. Baja Ta y humedad relativa del aire (HRa) y alta PAR aumentaron la firmeza. La ATT y el contenido de ácido ascórbico incrementaron ante mayor Ta, baja HRa y alta PAR. Los compuestos fenólicos totales aumentaron en baja Ta y alta PAR, mientras que las antocianinas incrementaron con Ta. En conclusión, el ambiente de cultivo en CA fue más favorable para el desempeño fotosintético, el intercambio gaseoso, las relaciones hídricas y el crecimiento de las plantas de fresa ‘Monterey’, así como para el rendimiento y la calidad organoléptica de los frutos, presentando mayor contenido de compuestos fenólicos totales y capacidad antioxidante, aunque los frutos producidos bajo INV tuvieron mayor contenido de antocianinas y de ácido ascórbico. (Texto tomado de la fuente)

This research compared the ecophysiological response of the 'Monterey' strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) grown in a protected crop under a non-heated greenhouse with a polyethylene cover (GR) and in open field (OF), and its relationship with micrometeorological factors, in Cajica (2,562 m a.s.l.; Cundinamarca, Colombia). Photosynthetic performance, gas exchange, water relations and growth were evaluated in different plant stages of vegetative and reproductive development, as well as the yield and physicochemical characteristics related to the organoleptic and functional fruits attributes in four moments of harvest during the first six months of production. In both environments, a high potential quantum efficiency of PSII (Fv/Fm) was obtained, about 0.83, however, under GR the plants acclimatized to the lower radiation, presenting less photochemical quenching (qP), greater non-photochemical quenching (NPQ), greater specific leaf area (SLA), lower content of carotenoids (cx+c), lower chlorophyll a and b ratio (chla/chlb), while the photosynthetic CO2 response Pn/Ci was similar. The photosynthetic performance of the plants in OF was better, reflected in a higher electron transport rate (J), higher photochemical quenching (qP) and a higher net photosynthetic rate, both maximum (Pmax) and diurnal average (Pn). The increase in PAR radiation, air temperature (Ta) and the decrease in the vapor pressure deficit (VPD) favored higher Pn. Consequently, in OF higher relative growth rate (RGR) and net assimilation rate were found (NAR), with higher total biomass per plant. The harvest index (HI) and the number of fruits were similar in both crop environments, but in OF a greater assimilates partition towards these was found, whose individual dry weight was 13.5 % higher than in GR, causing the yield (g/plant) to be 20 % higher in OF. The water gradient between the substrate, the plant and the atmosphere was more favorable in OF, where higher volumetric humidity of the substrate (Өvol), moderate Ta and lower VPD, together with higher PAR, allowed greater stomatal conductance (gs) and Pn with 15% less evapotranspiration from planting to finish first harvest (EVTaccum). The lower gs in GR during vegetative and flowering stages allowed to conserve a noon Ψwfol as well as maintaining a leaf relative water content (RWC) similar to OF; however, the decrease in PAR limited Pn and the biomass accumulation and crop yield. The water use efficiency was higher in OF, evaluated from gas exchange (WUEint and WUEext) and through biomass production (WUEp) and crop yield (WUEc) related to EVTacum. The OF crop conditions allowed to offer fruits with higher organoleptic quality, being 38.5% firmer, with brighter (L *) and more intense (C *) color skin, although with a similar red hue (h) and water content (CH) than in GR. Total soluble solids of fruits (TSS) were similar, while total titratable acidity (TTA) and mainly ascorbic acid content with 58 % more, were higher in GR, with a lower sweetness index (TSS/TTA). Total phenolic compounds content in fruits was 31% higher in OF and correlated with higher antioxidant capacity (lower IC50phenol), while anthocyanins were 32% more abundant in fruits grown in GR. The increase in PAR, from 50 days before harvest, increased the dry weight, TSS and C* of the fruits. Low Ta and relative humidity of the air (RHa) and high PAR increased the firmness. TTA and ascorbic acid increased with higher Ta, low RHa and high PAR. Total phenolic compounds increased at low Ta and high PAR, while anthocyanins increased with higher Ta. In conclusion, the growing environment in OF was more favorable for the photosynthetic performance, gas exchange, water relations and growth of the 'Monterey' strawberry plants, as well as for the yield and organoleptic fruits quality, having higher content of total phenolic compounds and antioxidant capacity, although the fruits produced in GR had higher content of anthocyanins and ascorbic acid.