CENTRO DE INVESTIGACION EN
ALIMENTACION Y DESARROLLO
 
SEP-CONACYT-UNAM-IPN-GOBIERNO DE SONORA-GOBIERNO DE CHIHUAHUA-GOBIERNO DE SINALOA-SEMARNAP

 

EVALUACIÓN DE LA ACCIÓN CRIOPROTECTORA DEL

TEMPTROL® Y TEMPMAX® EN MANZANO BAJO DOS SISTEMAS ACTIVOS DE CONTROL DE HELADAS EN CHIHUAHUA

 

EVALUATION OF THE CRYOPROTECTING ACTION OF TEMPTROL® AND

TEMPMAX® IN APPLIANCES UNDER TWO ACTIVE FROST CONTROL SYSTEMS IN CHIHUAHUA

 

Alfonso Luís Orozco Corral

 

Grupo La Norteñita. Departamento de Investigación y Desarrollo Tecnológico. Km. 98.5 Carr.

Chihuahua-Cuauhtémoc. Fracc. Real del Monte. C.P. 31552 Cd. Cuauhtémoc, Chihuahua, México.

Tel. +52 (625) 590-2500. alfonsoorozco@gpoln.com

 

RESUMEN

 

El control de heladas primaverales en manzano (Malus domestica Borkh), es una preocupación importante para los productores particularmente a la luz de las condiciones climáticas cambiantes y un aumento proyectado en patrones meteorológicos impredecibles de las heladas tardías de primavera (Mosedale et al., 2015). Su ocurrencia obliga a implementar métodos de control en varias ocasiones, con el consiguiente aumento de los costos de producción. El objetivo fue evaluar la eficacia de dos compuestos crioprotectores (Temptrol® y Tempmax®) para evitar y/o disminuir el daño por congelación de yemas florales y se llevó a cabo en el 2016 en dos lotes: A) Superficie de 12.65 ha. cv. Golden Delicious, portainjerto MM-106, marco de plantación de 4.75 x 2.0 m., control de heladas con dos abanicos con cuatro torres de 2.5 metros de alto con calefactores de diesel y distribuidos en derredor. Así mismo, calentones de leña colocados al perímetro del lote e intercalados cada dos calles dentro del lote. B) Superficie de 4.94 ha. cv. Golden Smoothee sobre M-7, plantados a 5.0 x 2.5 m., control de heladas con calentones de leña colocados al perímetro del lote e intercalados cada dos calles dentro del lote. En cada lote se establecieron cuatro tratamientos: T1: testigo sin aplicación. T2: se aplicó Temptrol® a una dosis de 20 L 1000 agua-1. T3: se aplicó Tempmax® (20 L 1000 agua-1). T4: se aplicó una combinación de Temptrol® y Tempmax®, con una dosis de 10 L 1000 agua-1 de cada uno. Los resultados mostraron que la aplicación de Temptrol® (T2) disminuyó significativamente el daño por congelación y la aplicación combinadas de Temptrol® y Tempmax® (T4), aunque los daños también disminuyeron, fueron mayores. La aplicación de Tempmax® (T3) no presentó diferencias significativas con el testigo. Se concluye que la aplicación de Temptrol® como crioprotector, aplicado foliarmente entre 8 y 12 horas antes de una helada, fue capaz de aumentar la viabilidad de las yemas frutales un 17 % en lote A (con abanicos) y 15.9 % en lote B con respecto a los testigos (sin tratamientos). La aplicación de Tempmax® fue ineficaz para disminuir el daño por congelación en la fase fenológica de plena floración en los dos lotes, no presentando diferencias con el testigo. La aplicación combinada de Temptrol® + Tempmax®, aumentó la viabilidad 7.6 % en lote A y 6.4 % en lote B, sin embargo fue significativamente menor a la aplicación únicamente de Temptrol®. El uso de proteínas anticongelantes altamente activas y glicolípidos anticongelantes (Walters et al., 2009; Walters et al., 2011), representa un enfoque lógico y viable para limitar el daño por helada mediante la inhibición de la congelación y la mejora de la sensibilidad a la congelación en plantas perennes.

  

ABSTRACT

 

The control of spring frosts in apple trees (Malus domestica Borkh) is a major concern for producers particularly for changing climatic conditions and a projected increase in

unpredictable weather patterns of late spring frosts (Mosedale et al., 2015 ). Its occurrence makes it necessary to implement control methods on several occasions, with the consequent increase in production costs. The objective was to evaluate the efficacy of two cryoprotective compounds (Temptrol® and Tempmax®) to avoid and / or reduce damage by freezing flower buds and was carried out in 2016 in two orchards: A) Area of 12.65 ha., cv. Golden Delicious, rootstock MM-106, planted at 4.75 x 2.0 m., frost control with two fans with four towers of 2.5 meters high with diesel heaters and distributed around. Likewise, wood heaters placed at the perimeter of the lot and intercalated every two streets within the lot. B) Area of 4.94 ha. cv. Golden Smoothee on M-7, planted at 5.0 x 2.5 m., frost control with wood heaters placed at the perimeter of the lot and interleaved every two streets within the lot. In each orchard four treatments were established: T1: control without application. T2: Temptrol® was applied at a dose of 20 L 1000 water-1. T3: Tempmax® (20 L 1000 water-1) was applied. T4: a combination of Temptrol® and Tempmax® was applied, with a dose of 10 L 1000 water-1 of each. The results showed that the application of Temptrol® (T2) significantly decreased the damage by freezing and the combined application of Temptrol® and Tempmax® (T4), although the damages also decreased, were greater. The application of Tempmax® (T3) did not show significant differences with the control. It is concluded that the application of Temptrol® as a cryoprotectant, applied foliarly between 8 and 12 hours before a frost, was able to increase the viability of the fruit buds by 17% in lot A (with fans) and 15.9% in lot B with regarding the witnesses (without treatments). The application of Tempmax® was ineffective to reduce the damage by freezing in the phenological phase of full flowering in both batches, not presenting differences with the control. The combined application of Temptrol® + Tempmax®, increased viability 7.6% in batch A and 6.4% in batch B, however it was significantly lower than the application of Temptrol® alone. The use of highly active antifreeze proteins and antifreeze glycolipids (Walters et al., 2009, Walters et al., 2011), represents a logical and viable approach to limit freeze damage by inhibiting freezing and improving sensitivity to freezing in perennials.

 

INTRODUCCIÓN

 

Las heladas tardías o primaverales constituyen una de las mayores preocupaciones que tienen los productores frutícolas de la zona. Si bien su frecuencia media no es muy alta, en algunos años, la ocurrencia de las mismas obliga a implementar los métodos de control en varias ocasiones, con el consiguiente aumento de los costos de producción. Desde 2007, varios eventos de heladas primaverales han causado pérdidas significativas a la fruticultura en todo el mundo (Gu et al., 2008) y en la región manzanera del estado de Chihuahua estos fenómenos también son observados.

 

Según Gil-Albert (1992), toda temperatura por debajo de 0 °C se considera temperatura de helada, durante el período invernal. Mientras tanto, Santibáñez y Merlet (1987) señalan que el fenómeno conocido como helada, corresponde a un enfriamiento del aire por debajo de 0 °C, lo que produce el congelamiento del agua al interior de los tejidos vegetales. Esto provoca un daño, irreversible, conocido como quemadura de frío. Así también, De Fina (1985) señala que en los estudios de meteorología agrícolas, se

 

considera que hubo helada cuando el termómetro de mínimas, colocado en un pedestal, a 1,50 m sobre el suelo, marca una temperatura del aire igual o inferior a 0° C.

 

La floración de primavera del manzano (Malus domestica Borkh) es parte del ciclo de

desarrollo reproductivo que comienza con la iniciación floral en el verano anterior (Abbott, 1970; Wilkie et al., 2008). Existe una amplia evidencia de que la formación de las yemas florales en el manzano es afectada por las condiciones ambientales y puede llevar a pérdidas (Tromp, 1984; Zhu et al., 1997). La variabilidad interanual en la resistencia al frio está tradicionalmente relacionada con la variabilidad temporal de las condiciones climáticas. Diferentes árboles dentro del huerto o diferentes partes dentro del árbol podrían verse afectados debido a las diferencias microclimáticas, o el tipo de congelación que se produce, algunos cultivares son más susceptibles que otros (Glozer, 2010). Las plantas experimentan cambios dinámicos en su expresión genética y bioquímica, resultando en una mayor capacidad de soportar las temperaturas de congelación es referida como una aclimatación al frío (Weiser, 1970, Wisniewski et al., 2003). El manzano empieza a aclimatarse durante el otoño y se desaclimata a finales del invierno y principios de primavera, las yemas se vuelven más sensibles y pierden la capacidad de soportar temperaturas frías (Howell y Weiser, 1970a; Howell y Weiser, 1970b; Longstroth y Perry, 1996).

 

Las partes más vulnerables de un manzano en dormancia al daño por heladas son las

yemas florales, las cuales son raramente dañadas durante la dormancia, el daño puede ocurrir especialmente en yemas que se encuentran cercanas a plena floración si la temperatura baja repentinamente o eventos de bajas temperaturas extremas ocurren (Proebsting 1963; Proebsting, 1982). Sin embargo, las bajas temperaturas durante y después de la brotación no sólo dañan las yemas sino también las flores y los frutos en desarrollo (Smeeton, 1964; Rodrigo, 2000; Atkinson et al., 2013). A medida que las etapas fenológicas son más avanzadas, las yemas y las flores se vuelven cada vez más susceptibles a las heladas (Rodrigo, 2000).

 

Debido a los complejos cambios en la fisiología, el metabolismo, la estructura y el contenido de agua asociados con la aclimatación al frío, las plantas que están creciendo activamente, que florecen o rompen la latencia típicamente, tienen poca o ninguna tolerancia a las heladas (Sakai y Larcher, 1987; Wisniewski et al. 2003) y por lo tanto son muy susceptibles al daño por heladas. En la naturaleza, la formación de hielo intracelular puede inhibirse de varias maneras, como la remoción de agentes de nucleación del hielo, la producción de polioles y la deshidratación (Bale, 2002; Brockbank et al., 2011; Sformo

et al., 2010; Walters et al., 2011; Zacchariassen y Kristiansen, 2000).

A pesar de los recientes avances en la elucidación de las vías de aclimatación y los factores que afectan a la nucleación del hielo, la lesión por congelación continúa siendo un problema significativo en la fruticultura. Por lo tanto, existe un considerable interés en mejorar la resistencia de las plantas a bajas temperaturas o modificar microclimas para reducir la gravedad del daño (Anderson, 2012). Las bajas temperaturas suponen una amenaza importante para la supervivencia de las plantas que invernan. El crecimiento incontrolado de los cristales de hielo en el apoplasto presumiblemente secuestra el agua de los compartimentos intracelulares que conduce a la deshidratación celular, la pérdida de integridad de la membrana celular, ruptura física de las membranas plasmáticas y finalmente, la muerte (Thomashow, 1999).

 

La resistencia al frío es la capacidad de una planta de adaptarse y soportar temperaturas de congelación (Gusta y Wisniewski, 2013; Wisniewski y Gusta, 2014). Diferentes tipos de tejidos vegetales como yemas y flores responden de manera diferente a temperaturas extremas durante su período de dormancia en invierno (Ketchie, 1985). La variación en la resistencia durante este período está relacionada con la fluctuación de la temperatura del aire (Coleman, 1985). Durante la dormancia, el efecto de las temperaturas de congelación en las yemas florales es diferente y pueden soportar temperaturas muy bajas, pero después, durante el período de rompimiento de dormancia, las yemas comienzan a hincharse y desarrollarse, haciéndose más susceptibles a las condiciones climáticas y durante este período pueden ser fácilmente dañados por las temperaturas frías o de congelación. Las yemas florales que sobreviven el período del resto continúan con su desarrollo hasta que florecen. Se acepta generalmente que las temperaturas de subcongelación podrían retrasar el desarrollo fenológico en manzanos y las yemas durante el estado de botón rosa inicial, rosa pleno y flor rey abierta, parecen ser más sensible que las que están en plena floración (Proebsting y Mills, 1978a).

 

La resistencia al congelamiento es una característica importante para la supervivencia de la planta durante períodos críticos. Se define temperatura letal a la que ocurre lesión por congelamiento (Gray et al., 1997). Las lesiones por frío pueden ocurrir cuando la temperatura está por debajo de 0 °C y se produce debido a la formación de cristales de hielo dentro del tejido vegetal que dañan los sistemas de membrana celular (Westwood, 1978). Especies y variedades pueden presentar diferentes daños a la misma temperatura y fase fenológica, dependiendo de las condiciones climáticas anteriores y su resistencia a las temperaturas frías (Levitt, 1980; Sakai y Larcher, 1987; Li, 1989; Lenz et al., 2013). El primer síntoma que se observa después de la congelación es el descongelamiento de las flores caracterizado por una coloración marrón en la base del estilo; Dependiendo de la gravedad de la congelación, el daño puede extenderse tanto al estilo como al ovario, como resultado del aborto frutal (Rodrigo, 2000; Aygun y San, 2005).

 

Los mecanismos asociados con la resistencia al frío son generalmente divididos en dos categorías: evitación y tolerancia al congelamiento (Sakai y Larcher, 1987). Las plantas aclimatadas al frío y que pueden soportar exposición a temperaturas bajo cero son principalmente tolerantes a la congelación o exhiben mecanismos combinados de tolerancia a la congelación en algunos tejidos y evitación de la congelación en otros tejidos (Kasuga et al., 2007; Kasunga et al., 2008; Kuwabara et al., 2011). En la tolerancia a la congelación, para evitar la formación de hielo intracelular, la formación de hielo extracelular no se evita, sino que se mejora. Sin embargo, en la evitación de la congelación, no sólo se evita la formación de hielo intracelular sino también extracelular, de modo que el tejido entero evita completamente la congelación. En cualquier caso, la formación de hielo intracelular debe evitarse porque es letal para los organismos (Atici y Nalbomtoglu, 2003; Bale, 2002; Brockbank et al., 2011; George et al., 1982; Zacchariassen y Kristiansen, 2000).

Bajar las temperaturas de nucleación del hielo e inhibiendo la propagación de hielo desde el exterior hacia el interior de las plantas, es un enfoque alterno de protección contra las heladas, cuyo potencial ha sido señalado por varios autores (Ball et al., 2002; Hacker y Neuner, 2007; Lindow, 1995; Wisniewski et al., 2003; Wisniewski et al., 2008; Wisniewski et al., 2009).

 

El incremento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y la pérdida de bosques y vegetación, han originado que se esté produciendo un cambio climático global y cuyos efectos son: calentamiento de la superficie terrestre y marina, deshielo de los casquetes polares, aumento del nivel del mar, cambios en los patrones de lluvia, aumento de las ondas de calor y otros eventos climáticos erráticos (IPCC, 2014).

 

La fenología de las plantas y crecimiento vegetativo, está fuertemente controlada por el clima y como tal es un fuerte bioindicador del cambio climático que está ocurriendo actualmente (Gordo y Sanz, 2010). El análisis de 29 años (1971-2000) de datos fenológicos en Europa ha indicado que el 78% de todos los registros de crecimientos oliares, floración y fructificación han avanzado y que el avance medio de la primavera ha sido 2.5 días década-1 (Menzel et al., 2006). Khanduri et al. (2008) en un estudio de 650 especies de plantas templadas distribuidas a nivel mundial ha informado que los eventos fenológicos relacionados con la primavera han avanzado 1.9 días década-1 y los eventos relacionados con el otoño en un promedio de 1.4 días década-1. Por lo tanto, el impacto del aumento previsto de los episodios de heladas primaverales (Gu et al., 2008) se exacerbará en muchas especies debido al inicio temprano del crecimiento de la primavera.

 

Un informe sobre los ecosistemas mediterráneos, que incluye 29 especies de plantas perennes monitoreadas desde 1943 hasta 2003, indicó que los eventos fenológicos de

primavera están cambiando más que los eventos de otoño, ya que los eventos anteriores son más sensibles a las condiciones climáticas y están sufriendo las mayores alteraciones (Gordo y Sanz , 2010).

 

Además, Ball y Hill (2009), en una revisión de varios estudios, indicaron que las concentraciones elevadas de CO2 atmosférico pueden tener un impacto negativo en la aclimatación en frío de las plantas y como resultado, aumentar la vulnerabilidad al daño por heladas. En consecuencia, a pesar del calentamiento global, la necesidad de proteger las plantas vulnerables de los daños por congelación continuará y se volverá aún más crítica.

 

A pesar del aumento general de las temperaturas, se espera que haya un aumento en el número de heladas devastadoras de primavera debido a los patrones climáticos erráticos asociados con el cambio climático global (Gu et al., 2008). Las estimaciones de la resistencia a la helada en condiciones naturales son difíciles y complicadas. Los eventos de heladas son de naturaleza impredecible y la información detallada disponible sobre las temperaturas mínimas alcanzadas y su duración durante los episodios de heladas, es limitada (Neuner et al., 1997).

 

La instalación y el funcionamiento de los métodos de protección contra las heladas pueden requerir grandes inversiones y los productores con pequeños huertos no pueden justificar los costos. Por lo tanto, existe una gran necesidad de métodos de bajo costo para proteger los cultivos contra las lesiones por helada de primavera (Centinari et al., 2016). Con respecto a los sistemas adoptados para el control de heladas, la calefacción es el más utilizado. Esta se lleva a cabo de distintas maneras y con distintos resultados. Hasta ahora todos los sistemas de control de heladas por medio de calor seco, carecen de un medio de control que los haga más efectivos, eficientes y precisos en su funcionamiento. Tenemos una falta de conocimiento sobre lo que hace que las plantas se congelen a una temperatura particular y carecemos de métodos de protección contra heladas eficaces, económicos y respetuosos con el medio ambiente (Wisniewski et al., 2008).

 

Un enfoque potencialmente asequible para disminuir la lesión por congelación en los tejidos vegetales jóvenes es a través de la aplicación exógena de productos crioprotectores de superficie o sistémicos. Se cree que los crioprotectores de superficie cubren los tejidos verdes con una barrera física, lo que puede impedir la formación de cristales de hielo dentro de la planta (Fuller et al., 2003). Los crioprotectores sistémicos se usan para imitar los mecanismos naturales de tolerancia o evitación de las heladas (Wilson, 2001) mediante estabilización de proteínas y funciones de membrana (Nuccio et al., 1998) y/o cambios celulares en el potencial osmótico. De hecho, una disminución del potencial osmótico resultante del aumento de la concentración intracelular de soluto puede reducir el punto de congelación del citoplasma y reducir la deshidratación celular causada por la congelación extracelular (Sakai y Larcher, 1987).

 

Este método alternativo de protección contra congelación implica la aplicación de compuestos que promueven la evitación de la congelación o la tolerancia. Las empresas agroquímicas han promovido la aplicación de compuestos químicos para la protección contra heladas y muchos productos han sido seleccionados durante los últimos 30 años para la actividad crioprotectora con resultados inconsistentes. Las aplicaciones foliares de estos compuestos crioprotectores (frostgard®, frostfree® y KDL®) fueron ineficaces para disminuir el daño por congelación después de la apertura de las yemas en durazno (Matta et al., 1987; Aoun et al., 1993), cítricos joven (Burns, 1973), tomate (Davis et al., 1990; Moratiel et al., 2011; Perry et al., 1992), fresa (Anderson y Whitworth, 1993; Warmund y English, 1994) y pimiento (Perry et al., 1992). Por el contrario, la aplicación de una película de partículas hidrófobas (CM-96-018, glicina betaína, etilenglicol y BRIJ 35) condujo a una disminución de la lesión por congelación en plantas de vid (Gardea et al., 1993) papa y cítricos (Fuller et al., 2003).

 

Las funciones anticongelantes de las glicoproteínas, se entienden mejor en organismos que evitan el congelamiento, en donde estas moléculas actúan como "anticongelantes" que previenen la congelación mediante la inactivación de la nucleación de hielo (DeVries, 1988; Olsen y Duman, 1996; Olsen et al., 1998, Zacchariassen y Kristiansen, 2000). Estas funciones surgen de su capacidad para interactuar con la superficie de cristales de hielo y pequeñas moléculas de agua similares a hielo organizadas por nucleadores de hielo y por lo tanto inhiben su crecimiento (DeVries, 2004, Graether y Sykes, 2004).

 

El objetivo de este trabajo fue evaluar la eficacia de dos compuestos crioprotectores

(Temptrol® y Tempmax®) para evitar y/o disminuir el daño por congelación después de la apertura de yemas en manzano (Malus domestica Borkh).

 

La aplicación por aspersión de los crioprotectores Temptrol® y Tempmax® puede ser una alternativa viable para la defensa de las heladas primaverales en las zonas frutícolas de Chihuahua.

  

MATERIALES Y MÉTODOS

 

En el presente estudio se evaluó la acción crioprotectora de dos productos (Temptrol® y Tempmax®), se llevó a cabo en el 2016, en una huerta con una superficie de 17.59 hectáreas, plantada con manzanos (Malus domestica Borkh) localizada en el municipio de Guerrero, Chihuahua, cuyas coordenadas son: Latitud 28° 26’ 25” Norte y Longitud 107° 11’ 54” Oeste; con un altitud de 2,125 msnm., temperatura media anual de 14.5 °C y precipitación pluvial media anual de 380 mm. Se dividió en dos lotes:

 

A. Con una superficie de 12.65 ha. donde el cv. fue Golden Delicious sobre portainjerto MM-106, bajo un marco de plantación de 4.75 x 2.0 m. Control de heladas con dos máquinas de viento (abanicos), a las cuales se les instalaron cuatro torres de 2.5 metros de alto con calefactores de diesel y distribuidos en derredor. Así mismo, calentones de leña colocados al perímetro del lote e intercalados cada dos calles dentro del lote.

 

B. Con una superficie de 4.94 ha. donde el cv. fue Golden Smoothee sobre M-7, plantados a 5.0 x 2.5 m. Control de heladas con calentones de leña colocados al perímetro del lote e intercalados cada dos calles dentro del lote. Cada lote se subdividió en cuatro para el establecimiento de las áreas experimentales, una para cada tratamiento en cada lote (Figura 1) (Cuadro 1). En cada lote se establecieron cuatro tratamientos.

 

Cada lote se subdividió en cuatro para el establecimiento de las áreas experimentales,

una para cada tratamiento en cada lote (Figura 1) (Cuadro 1). En cada lote se

establecieron cuatro tratamientos.

 

 

Los tratamientos T1-A Y T1-B fueron testigos, donde no hubo aplicación de productos

crioprotectores; En T2-A y T2-B se aplicó Temptrol® a una dosis de 20 litros por cada 1000 litros de agua (L 1000 agua-1); En T3-A y T3-B se aplicó Tempmax® a una dosificación de 20 L 1000 agua-1; En T4-A y T4-B se aplicó una combinación de Temptrol® y Tempmax®, con una dosis de 10 L 1000 agua-1 de cada uno de los productos para sumar 20 L 10000 agua-1.

 

La fecha de aplicación fue el día 26 de Abril. El tiempo de aplicación fue de 12 horas antes de la helada pronosticada. En el cuadro 1 se muestran las dosis de los productos, el volumen asperjado y la fecha de aplicación para cada tratamiento.

 

La aplicación fue por el método de aspersión, utilizando aspersoras Durand Wayland®

modelo DW-AF505CPS y tractores John Deere® modelo Narrow 5425. Se calibró el equipo a 1100 L ha-1 a 100 PSI de presión, en velocidad de tracción 2ª baja a 1500 rpm, para dar un cubrimiento calculado a partir del volumen de masa foliar.

 

Cuadro 1. Especificaciones de los tratamientos.

 

En cada tratamiento y repetición se marcaron 5 árboles (unidades experimentales), uniformes en variedad, portainjerto, edad, tamaño, sanidad, tipo de suelo, manejo fitosanitario, manejo del riego, para un total de 10 unidades experimentales por tratamiento (figura 2).

 

 

En cada árbol se marcó una rama en cada orientación cardinal (Norte, Sur, Este y Oeste). Se efectuó un conteo del número de racimos florales por rama antes de los eventos de bajas temperaturas. Se determinó el estado fenológico en base a la clasificación definida para las manzanas por Chapman y Catlin (1976) que se muestra en el anexo 1.

 

Se recogieron todos los racimos de cada rama para determinar la variabilidad fenológica. Luego se evaluaron para determinar la viabilidad o mortalidad del tejido. Esta determinación se realizó mediante evaluación visual tan pronto como se observó la coloración marrón del tejido lesionado Se realizó una disección con bisturí y se observó en un microscopio estereoscópico.

 

Para monitorear en tiempo real las temperaturas, se instalaron dentro de los lotes, ocho termómetros digitales Taylor® (uno por cada tratamiento), colocados a 1.5 metros de altura y distribuyéndose estratégicamente para un cubrimiento amplio y un testigo a 150 metros fuera del área de influencia (figura 3).

 

 

En el lote A se instalaron dos abanicos Orchard Rite® modelo 2700, con motor Caterpillar® a diesel 6.6 L turboalimentado de 180 HP, con un radio de cubrimiento de 154 metros (figura 4), las hélices son de fibra de vidrio de 6.15 metros y el flujo de aire que provocan es de 37.05 m3min-1 a 2200 rpm. Las torres tienen una altura de 11 metros, sobre las cuales se ubican las hélices de fibra de vidrio con seis grados de inclinación y son accionadas por un motor que da giro de barrido de 360° cada 4.6 minutos. La función de la máquina de viento es tomar el aire tibio de las capas superiores y repartirlo sobre el predio, generando una recirculación permanente, retrasando el efecto de enfriamiento del suelo.

 

 

Manejo operativo del control de heladas.

 

1. Los abanicos fueron encendidos cuando la temperatura indicó 1.0 °C.

 

2. Posteriormente, cuando la temperatura indicó nuevamente registros cercanos a

0°C, se encendieron los calefactores de diesel instalados en las torres.

 

3. Los calefactores de leña se instalaron en el perímetro de ambos lotes y en las calles internas de la plantación (cada dos calles), para un total de 120 calefactores por hectárea. Los calefactores del perímetro fueron encendidos cuando la temperatura fue de 0 °C.

 

4. Posteriormente, cuando la temperatura marcó nuevamente 0 °C se encendieron los calefactores internos.

 

Para el análisis estadístico se utilizó el programa SPSS versión 15.0. Se realizó un análisis de varianza (ANOVA). Se utilizó la prueba HSD de Tukey con un nivel de significancia P < 0.05.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

 

En la región manzanera de Chihuahua, el período tradicional de prevención de heladas tardías se inicia a finales del mes de Marzo y finaliza en Mayo, pero se han registrado heladas hasta la primera quincena de Junio, las que generalmente son del tipo advectivas, caracterizadas por el avance de aire polar sobre la región. Fuera de esas anormalidades, las heladas son generalmente del tipo radiativas, fenómeno que se explica como el traspaso de calor radiante de un cuerpo que almacena calor (la tierra) a uno más frío (la atmósfera) durante la noche.

 

El desarrollo fenológico de los cultivares en el área de estudio en el 2016, se puede

observar en el cuadro 2.

 

Cuadro 2. Fenología de los cultivares en el área de estudio en el 2016.

 

 

La brotación ocurrió uniforme y la calidad de las yemas fue óptima debido al buen manejo agronómico, nutricional, fitosanitario y de humedad del suelo, además de la excelente acumulación de unidades frío (UF). En la figura 5 se muestra las unidades frío mensuales (UFM) y unidades frío acumuladas (UFA), que al 25 de abril fueron 701.42.

 

 

Figura 5. Unidades frío mensuales y su acumulación durante el 2016.

 

 

Los órganos reproductivos de los frutales aumentan su sensibilidad a las bajas temperaturas a medida que aumenta su contenido de agua. Las yemas invernales en dormancia, punta verde, botón rosado, flor rey abierta, plena floración a caída de pétalos, fruto cuajado, constituyen eventos fenológicos en que de darse una helada intensa, ven aumentado e incrementado el daño en ese mismo orden.

 

En el cuadro 3 se presentan los porcentajes de los estados fenológicos del manzano (Malus domestica Borkh) en la zona de estudio, observándose que el cv. Goleen Smoothee (lote B) es más tardío que el cv. Golden Delicious (lote A). Se puede observar que en el lote A, el 82 % se encontró en plena floración (PF) y en el lote B, el 66 % se encontró en flor rey abierta (FRA). En el anexo 1 se muestran gráficamente dichos estados.

 

Cuadro 3. Estados fenológicos expresados en porcentaje observados el 25 de abril de 2016.

 

 

El conteo de racimos florales en las ramas marcadas en cada orientación cardinal de las unidades experimentales por tratamiento y lote, se muestran el cuadro 4. Se aprecia que en el lote A, cuyo cv. es Golden Delicious, la cantidad de racimos florales es mayor, debido a que el portainjerto es MM-106, el cual es de vigor medio, mientras que en el lote B, el cv. es Golden Smoothee sobre portainjerto enanizante M-7. Así mismo, se observó que el mayor número de racimos florales se encontró en las ramas orientadas al este y oeste en ambos lotes.

 

Cuadro 4. Racimos florales por rama en cada orientación cardinal de cada unidad

experimental de los tratamientos.

 

 

El daño por congelación ocurre cuando la temperatura del tejido de las plantas cae por

debajo de un valor crítico donde hay condición fisiológica irreversible que conduce a la

muerte o al funcionamiento incorrecto de las células de las plantas. Esta temperatura que produce el daño de los tejidos se correlaciona con las temperaturas del aire y es variable según el estado fenológico y son denominadas temperaturas críticas (cuadro 5) (Ballard et al., 1971; Proebsting and Mills, 1978; Salazar-Gutierrez et al., 2015).

 

Cuadro 5. Temperaturas críticas de ocurrencia de daño por heladas primaverales de yemas florales en manzano. (a)(b)

 

 

* PP = Punta plateada. PV = Punta verde. ½”V = Punta ½” verde. RC = Racimo cerrado. RI = Rosa inicial. RP = Rosa pleno. FRA = Flor rey abierta. PF = Plena floración. CP = Caída de pétalo. FP = Fruto pequeño.

 

(a) Ballard et al., 1971. Critical temperatures for blossom buds. Washington State University. Agr. Ext. Circ. 369.

(b) Proebsting and Mills, 1978a. Low temperature resistance of developing flower buds of six deciduous fruit species. J. Am. Soc. Hortic. Sci. 103: 192–198.

 

Una helada es la ocurrencia de una temperatura del aire de 0 °C o inferior, medida a una altura de 1,5 metros. El agua extracelular dentro de la planta puede que se congele o no durante un evento de helada, dependiendo de varios factores de evitación (superenfriamiento y concentración de bacterias nucleadoras de hielo), y métodos activos y/o pasivos de control de heladas. (Kuwabara et al., 2014; Grzegorz et al., 2016; Bredow et al., 2016) Los rangos de temperatura para clasificar la severidad de las heladas primaverales o tardías se muestran en el cuadro 6.

  

Cuadro 6. Clasificación de la severidad de las heladas primaverales en manzano.

 

 

En el cuadro 7 se presentan las temperaturas registradas durante los dos eventos consecutivos de heladas primaverales, las cuales fueron de tipo radiativas de fuerte severidad. fenómeno que se explica como el traspaso de calor radiante de un cuerpo que almacena calor (la tierra) a uno más frío (la atmósfera) durante la noche.

 

 

To = Temperatura del testigo. TMin* = Temperatura mínima. HH** = Horas de helada < 0°C.

HHC*** = Horas de helada crítica < -1.5°C. A= Operación de abanicos. B = Encendido calefactores de torres. C = Encendido calefactores perimetrales. D = Encendido calefactores interiores.

 

Helada del 26 de abril de 2016: De acuerdo a las temperaturas registradas en el termómetro testigo, tuvo una duración de 8.0 hrs con temperaturas < 0 °C y 4.5 hrs bajo temperaturas críticas (< 1.5 °C). La temperatura mínima en dicho termómetro (ubicado a 150 m fuera de área de influencia), descendió a -4.8 °C. Sin embargo, el manejo operativo de los sistemas activos de control de heladas permitió aminorar la severidad y duración de la helada.

 

Lote A: Las temperaturas mínimas registradas en los termómetros fueron de -2.6 a -2.9 °C y la duración de la heladas fue de 2.5 hrs con temperaturas < 0 °C y de 1.5 hrs bajo temperaturas críticas (< 1.5 °C).

 

Lote B: Las temperaturas mínimas registradas, oscilaron de -3.1 a -3.3 °C y la

duración fue de 4.0 hrs con temperaturas < 0 °C y de 3.0 hrs bajo temperaturas críticas (< 1.5 °C).

 

Helada del 27 de abril de 2016: De acuerdo a las temperaturas registradas en el termómetro testigo, tuvo una duración de 10.5 hrs con temperaturas < 0.0 °C y 9.0 hrs bajo temperaturas críticas (< 1.5 °C). La temperatura mínima en dicho termómetro fue de - 4.8 °C. Igualmente, el manejo operativo de los sistemas activos de control de heladas permitió aminorar la severidad y duración de la helada.

 

Lote A: Las temperaturas mínimas registradas en los termómetros dentro del lote, fueron de -2.8 a -3.0 °C y la duración de la heladas fue de 4.5 hrs con temperaturas < 0 °C y de 3.0 hrs bajo temperaturas críticas (< -1.5 °C).

 

Lote B: Las temperaturas mínimas registradas, oscilaron de -3.8 a -4.0 °C y la duración fue de 6.0 hrs con temperaturas < 0 °C y de 5.0 hrs bajo temperaturas críticas (< -1.5 °C).

 

En el cuadro 8 se presenta el resumen del tiempo total de exposición después de dos eventos de heladas consecutivas, ocurridas el 26 y 27 de abril de 2016, Se puede apreciar que en el lote A, donde la diferencia fue el uso de abanicos, el tiempo de exposición a temperaturas < 0 °C fue 3.0 hrs menos que en el lote B. Así mismo, el tiempo de exposición por debajo de la temperatura crítica ( < -1.5 °C ), también fue 3.5 hrs menos. Esto es un indicativo de la eficiencia que representa el uso de abanicos para el control de heladas primaverales.

 

Cuadro 8. Tiempo de exposición a temperaturas de helada después de los dos días

consecutivos.

 

 

En las figuras 6 y 7 se muestra el comportamiento de la temperatura del testigo y de ambos lotes durante la helada ocurrida el 27 de abril de 2016, se aprecia la efectividad de cada sistema de control de heladas al comparar las temperaturas del testigo con las interiores. La línea azul indica el umbral de temperatura crítica.

 

 

Figuras 6 y 7. Temperaturas registradas durante el 26 y 27 de abril de 2016.

 

Como las diferencias de temperaturas entre el suelo y el nivel de inversión pueden ser de varios grados, el sistema del uso de los abanicos consiste en aspirar el aire de las capas superiores que tiene mayor temperatura y dirigirlo hacia abajo y a su vez barrer el aire más frío que rodea las plantas. Este sistema llega a producir un aumento de 3.0 ºC dependiendo de la inversión térmica, la cual no siempre se da en cantidad suficiente.

 

El conteo de los racimos florales viables, que no presentaron daño después de los eventos consecutivos de heladas ocurridos el 26 y 27 de abril de 2016 se pueden observar en el cuadro 9.

 

Cuadro 9. Racimos florales viables después de los dos días de heladas consecutivas.

 

 

El nivel del daño por frío sufrido por la planta o el órgano depende de la temperatura a la que fue expuesta, el tiempo de exposición. Mientras menor sea la temperatura a la que sea expuesta por debajo de su umbral de daño por frío mayor será la severidad de los daños eventuales. De la misma manera, mientras mayor sea la duración de la exposición a temperaturas por debajo del umbral, mayor será el daño (Ballard et al., 1971; Proebsting and Mills, 1978; Salazar-Gutiérrez et al., 2015).

 

En el cuadro 10 se presenta un comparativo del porcentaje de daño por lote, tratamiento, unidad experimental, orientación cardinal y el promedio general por tratamiento. Podemos observar que los menores porcentajes de daño se presentaron en el lote A, evidenciando la influencia del uso de abanicos para el control de heladas primaverales, los cuales pudieron disminuir el tiempo de exposición a temperaturas críticas en 3.5 hrs (cuadro 8).

 

 

TT = Temptrol®. TM = Tempmax®. TT + TM = Temptrol® + Tempmax®.

  

La congelación puede dañar las yemas florales y los frutos jóvenes de la manzana, y el nivel de daño está directamente relacionado con la intensidad y duración de la congelación, así como con la etapa de desarrollo de la yema durante la congelación (Proebsting y Mills, 1978b; Iezzoni, 1985; Westwood, 1993; Larsen, 2010). Si la caída de temperatura es repentina, ocurre una congelación rápida y prolongada que puede matar o dañar esas yemas y frutos en desarrollo. Las temperaturas de frío extremo a la vez son las más dañinas (Rodrigo, 2000). La resistencia del manzano a las temperaturas de congelación es variable, la resistencia a las temperaturas bajas de la flor y los brotes cambian rápidamente en respuesta a la temperatura ya la etapa de desarrollo floral (Mexal et al., 1991; Rodrigo, 2000; Caprio y Cuamme, 2005; Longstroth, 2013; Salazar-Gutierrez et al., 2014).

En el cuadro 11 se presenta el análisis estadístico (prueba HSD de Tukey) de las medias del porcentaje de daño de heladas en yemas florales, por lote y tratamiento, haciendo referencia a que se necesitan diferencias de promedios altas para poder declarar diferencias significativas entre los tratamientos.

 

Los resultados mostraron que la aplicación de Temptrol® (T2-A y T2-B) disminuyó significativamente el daño por congelación y la aplicación combinadas de Temptrol® y Tempmax® (T4-A y T4-B), aunque los daños también disminuyeron, fueron mayores, lo cual concuerda con lo dicho por Gardea, et al. (1993) en plantas de vid y Fuller, et al.

(2003) en papa y cítricos, quienes reportan que la aplicación de una película de partículas hidrófobas (CM-96-018, glicina betaína, etilenglicol y BRIJ 35) condujo a una disminución de la lesión por congelación.

 

La aplicación de Tempmax® (T3-A y T3-B) no presentó diferencias significativas, sumándose a otros productos que han sido ineficientes para disminuir y/o evitar el daño por congelación, de acuerdo con lo dicho por Matta et al. (1987) y Aoun et al. (1993) en duraznos, Burns (1973) en cítricos, Davis et al. (1990); Moratiel et al. (2011) y Perry et al. (1992) en tomate, Anderson y Whitworth (1993) y Warmund and English (1994) en fresa y Perry et al. (1992) en pimento

 

Cuadro 11. Medias del porcentaje de daño de heladas por lote y tratamiento.

 

 

* TT = Temptrol®. TM = Tempmax®. TT + TM = Temptrol® + Tempmax®.

* Medias con misma letra son estadísticamente iguales (Tukey P < 0.05)

 

En la figura 8 podemos apreciar gráficamente el porcentaje promedio de racimos dañados por tratamiento y lote. Se observa que hubo menor daño donde se aplicó Temptrol® como crioprotector, seguido de la combinación de Temptrol® y Tempmax®. El Tempmax® y el testigo no presentaron diferencias significativas.

 

 

Tratamiento

 

Figura 8. Porcentaje de daño por tratamiento y lote.

* TT = Temptrol®. TM = Tempmax®. TT + TM = Temptrol® + Tempmax®.

  

 

CONCLUSIONES

La protección contra el hielo en manzano (Malus domestica Borkh) después de la brotación es una preocupación importante para los productores, particularmente a la luz de las condiciones climáticas cambiantes y un aumento proyectado en patrones meteorológicos impredecibles de las heladas tardías de primavera (Mosedale et al.,

2015).

 

La aplicación de Temptrol® como crioprotector, aplicado foliarmente entre 8 y 12 horas antes de una helada, fue capaz de aumentar la viabilidad de las yemas frutales un 17 % en lote A (con abanicos) y 15.9 % en lote B con respecto a los testigos (sin tratamientos).

 

La aplicación de Tempmax® fue ineficaz para disminuir el daño por congelación en la fase fenológica de plena floración en los dos lotes, no presentando diferencias con el testigo.

 

La aplicación combinada de Temptrol® + Tempmax®, aumentó la viabilidad 7.6 % en lote A y 6.4 % en lote B, sin embargo fue significativamente menor a la aplicación únicamente de Temptrol®.

 

Con temperaturas mínimas por debajo de -3.5 ºC, los resultados obtenidos, aunque fueron mejores, no mostraron diferencias significativas respecto a la zona sin tratar.

 

La persistencia de los productos Temptrol® y Tempmax® sobre las plantas no fue mayor de 4 días, alcanzando su máxima efectividad entre las 8 y 48 h después de su aplicación.

 

La traslocación de estos crioprotectores (Temptrol® y Tempmax®) es mínima, por lo que la zona a defender debe quedar perfectamente mojada.

 

Una limitante es la capacidad logística operativa para la aplicación en tiempo y forma, de acuerdo a la disponibilidad de aspersoras.

 

El uso de proteínas anticongelantes altamente activas y glicolípidos anticongelantes (Walters et al., 2009; Walters et al., 2011), representa un enfoque lógico y viable para limitar el daño por helada mediante la inhibición de la congelación y la mejora de la sensibilidad a la congelación en plantas perennes.

 

CONSIDERACIONES:

 

En el cuadro ll: Medias del porcentaje de daño de heladas por lote y tratamientos en lote A y lote B, se muestra el porciento de sobrevivencia por tratamiento...

 

LOS DATOS EN PARÉNTESIS INDICAN EL PORCENTAJE DE SOBREVIVENCIA  -RESPECTO A LOS DAÑOS SUFRIDOS POR EL TESTIGO-; ESTE TIENE DAÑO AL 100%

   lote A testigo    TEMPTROL    TEMPMAX    TT +TM

        42.4(100%)    25.4(59%%)   41.2(97%)      34.8(82%)

 

   lote B testigo     TEMPTROL    TEMPMAX   TT+TM

         54.1(100%)    38.2(70%)      53.4(98%)      47.7(88%)

 

Cuadro 11. .

LOTE T1 (Testigo) T2 (TT) T3 (TM) T4 (TT + TM) A 42.4 c 25.4 a 41.2 c 34.8 b

B 54.1 c 38.2 a 53.4 c 47.7 b * TT = Temptrol® . TM = Tempmax® . TT + TM = Temptrol® + Tempmax® . 

 

NOTA:

 

Evaluaciones y prácticas de aplicación durante los anteriores 29 años han demostrado que la persistencia y efectividad del producto sobrevive hasta 10 días después de su aplicación en el caso de plantas adultas, de lento crecimiento. En el caso de plantas jóvenes –de rápido crecimiento- el producto se va rezagando, y su replicación es a cada 15 días; esto es debido a que el producto es tópico, no sistémico.

 

LITERATURA CITADA

 

Para acceder a la bibliografía citada por el científico ejecutor de este artículo, favor de pedirla a: pomologo@yahoo.com.

  

Siguen: los estadios del manzano.

 

ANEXO 1

 

ESTADOS FENOLÓGICOS DEL MANZANO (Malus domestica Borkh)

Si desea los datos bibliográficos, favor de solicitarlos a "pomologo@yahoo.com"