Instituto Tecnológico de Costa Rica

Universidad Nacional de Costa Rica

Universidad Estatal a Distancia

Crecimiento y productividad del tomate (Lycopersicon esculentum Mill) bajo cultivo protegido hidropónico en tres localidades de Costa Rica

Trabajo sometido a consideración del Tribunal Evaluador como requisito para optar por el grado de Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo con énfasis en Sistemas de

producción agrícola

Sustentante:

Carlos Vinicio Ramírez Vargas

UNED

Instituto Tecnológico de Costa Rica Universidad Nacional de Costa Rica

Universidad Estatal a Distancia

Crecimiento y productividad del tomate (Lycopersicon esculentum Mill) bajo cultivo protegido hidropónico en tres localidades de Costa Rica

Trabajo sometido a consideración del Tribunal Evaluador como requisito para optar por el grado de Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo con énfasis en Sistemas de

producción agrícola

Carlos Vinicio Ramírez Vargas

Sustentante Tribunal examinador Carlos Manuel Muñoz Ruiz PhD, quien preside Coordinador de énfasis ___________________________________ James Nienhuis PhD Director de Tesis ____________________________________ Maria de los Angeles Alvarez Fernández PhD Asesora ____________________________________ Sayra Munguía Ulloa PhD Miembro del tribunal ____________________________________ Wagner Peña Cordero PhD Miembro del tribunal ____________________________________ Jorge Camacho Sandoval PhD Miembro del tribunal ____________________________________ Róger Muñoz Hernández PhD Miembro del tribunal ____________________________________

Junio 2011

II

UNED

DEDICATORIA

Soli…. Deo…. Gloria….

III

AGRADECIMIENTOS A Dios Todopoderoso creador del Cielo y la Tierra, por darme la vida. A mis padres, por ser ejemplo constante de amor, de trabajo, de humanidad, de sensibilidad hacia los demás y porque gracias a ellos soy lo que soy. A Ella, por ser mi compañera de tantos años, por comprenderme y tolerarme, por darme su amor sin condición y porque siempre será una inspiración en mi vida y razón para seguir. Deseo agradecer también a personas e instituciones, sin las cuales no hubiera sido posible realizar este trabajo: -Al Dr. James Nienhuis (Jaime el Verdulero del Norte), por ser mi director de tesis, que me acompañó durante el proceso con sus sabios consejos, y que me enseñó que un doctorado no es más que una “licencia” que me compromete a devolver a la sociedad mi trabajo para servir a los demás. -Al Dr. Tomás de Jesús Guzmán Hernández, por ser el gestor del programa y ejemplo de trabajo tesonero e incansable con la vista siempre puesta en los objetivos que se propone, sin duda un gran ejemplo. -Al Instituto Tecnológico de Costa Rica, en particular a la Vicerrectoría de Investigación y Extensión, al departamento de Recursos Humanos y por supuesto a mi escuela de Agronomía en la sede San Carlos. -Al CONICIT, por su valioso apoyo para poder llevar a cabo los estudios en el programa de Doctorado en Ciencias Naturales para el Desarrollo. -Por último a todos los miembros del tribunal de tesis por su ayuda siempre honesta y sincera

IV

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA DE FIRMAS II DEDICATORIA III AGRADECIMIENTOS IV INDICE DE CONTENIDOS V INDICE DE FIGURAS VII INDICE DE CUADROS VIII Crecimiento y productividad del tomate (Lycopersicon esculentum Mill) bajo cultivo protegido hidropónico en tres localidades de Costa Rica 1 Resumen 1

Palabras clave 1

Abstract 1

Keyboards 1 1 Introducción 2

2 Objetivos e hipótesis 6 3 Revisión de literatura 7 3.1 Condición agroecológica de Costa Rica 7

3.2 Problemática de la producción de hortalizas en Costa Rica 8 3.3 Horticultura protegida en el mundo 10 3.4 El tomate en el mundo 12 3.5 Condiciones ambientales para el cultivo de tomate 13

V

3.6 El cultivo de tomate en Costa Rica 15 3.7 Experiencias sobre cultivos en ambientes 15

protegidos en Costa Rica 4. Materiales y métodos

4.1 Descripción general 20 4.2 Localización del experimento y período de estudio 20 4.3 Descripción de los invernaderos 22 4.4 Material experimental 23 4.5 Diseño experimental, tratamientos y análisis estadístico 24 4.6 Variables evaluadas: forma y frecuencia de medición 24 4.7 Medición del ambiente dentro de los invernaderos 28 4.8 Análisis estadístico 28 4.9 Manejo del cultivo y sistema de siembra 28 4.10 Manejo del riego y nutrición 29 4.11 Manejo de plagas y enfermedades 30 5 Resultados y Discusión 31 6 Conclusiones 49 7 Recomendaciones 50 8 Literatura citada 51 9 Anexos 54

VI

ÍNDICE DE FIGURAS No. de Figura Título Página Figura 1: Cultivo de tomate a campo abierto asociado a plantaciones 3 de café en la provincia de Alajuela, Costa Rica

(foto: Carlos Ramírez, 2009). Figura 2: Mapa de Costa Rica con zonas de vida según Holdbridge. 7

Fuente: SIREFOR (2007). Figura 3: Daño causado por fuertes lluvias a una plantación 17

de tomate a campo abierto en Alajuela (valle central), Costa Rica (foto: Carlos Ramírez, 2009).

Figura 4: Cultivo de tomate en un invernadero de la sede San Carlos 18

del Instituto Tecnológico de Costa Rica (zona norte de Costa Rica), utilizando contenedores individuales con sustrato y piso blanco (foto: Carlos Ramírez, 2008).

Figura 5: Dos invernaderos en zonas con climas diferentes en Costa Rica, 19

izquierda la localidad de Zarcero de Alfaro Ruiz, Alajuela, y derecha para la localidad de San Blas de Carrillo, Guanacaste (fotos: Carlos Ramírez, 2009).

Figura 6: Mapa de zonas de vida para Costa Rica según 22

Holdbridge indicando las localidades del experimento, fuente: SIREFOR (2007).

Figura 7: Conglomerado (“cluster”) de correlaciones de diecinueve 40

variables evaluadas para tres hábitos de crecimiento de tomate en tres localidades bajo sistema de cultivo protegido (2007-2009).

Figura 8: Factores de carga de cada una de las diecinueve variables 42

para los componentes 1 y 2 evaluadas para tres hábitos de crecimiento de tomate en tres localidades bajo sistema de cultivo protegido (2007-2009).

Figura 9: Relación entre los componentes 1 (49,68% variabilidad) 44

y 2 (20.2 % variabilidad) para tres genotipos de tomate y tres localidades bajo sistema de cultivo protegido (2007-2009).

VII

ÍNDICE DE CUADROS

No. Título Página Cuadro 1: Algunas plagas y sus grupo taxonómico reportadas en 9

cultivos hortícolas de Costa Rica (Ministerio de Agricultura de Costa Rica, 2004).

Cuadro 2: Algunas enfermedades reportadas en cultivos hortícolas 10

de Costa Rica (Ministerio de Agricultura de Costa Rica, 2004). Cuadro 3: Productividad comparativa de diferentes hortalizas cultivadas 20

a campo abierto y en invernadero en Costa Rica según referencia de productores.

Cuadro 4: Descripción de tres localidades utilizadas para un 21

experimento de crecimiento y producción de tomate bajo cultivo protegido hidropónico.

Cuadro 5: Dimensiones y descripción de los invernaderos utilizados 23

durante el experimento según localidad y características del material de techo paredes y piso.

Cuadro 6: Tratamientos factoriales, tres genotipos de tomate con 24

diferente hábito de crecimiento por tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007-2009).

Cuadro 7: Descripción de las variables evaluadas durante el experimento, 25

para tres híbridos de tomate en tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007 – 2009).

Cuadro 8: Programa de riego para tomate en sistema hidropónico 30

abierto (2007-2009). Cuadro 9: Solución hidropónica completa utilizada para el cultivo 30

de tomate en invernadero para mil litros de solución según edad de cultivo y conductividad eléctrica (mS/cm).

Cuadro 10: Correlaciones ordenadas por significancia entre 31

diecinueve mediciones de desarrollo fisiológico de tres genotipos de tomates evaluadas en tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007-2009).

VIII

Cuadro 11: Estadísticas univariadas para diecinueve mediciones 35

de desarrollo fisiológico de tres genotipos de tomate evaluadas en tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007-2009).

Cuadro 12: Proporción de la varianza explicada por ocho componentes 37

principales para diecinueve variables de respuesta para tres hábitos de crecimiento de tomate en tres localidades.

Cuadro 13: Eigenvectors para las variables de repuesta de los 38

componentes uno y dos para tres genotipos de tomate en tres localidades.

Cuadro 14: Significancia estadística para las variables con mayor peso 45

en los componentes principales uno y dos según análisis de varianza (α=0,05) (2007-2009).

Cuadro 15: Diferencias entre medias (Tuckey α=0,05) para las variables 45

con mayor peso en el componente principal uno (CP1) según tratamientos (2007-2009).

Cuadro 16: Diferencias entre medias (Tuckey α=0,05) para las variables 46

con mayor peso en el componente principal dos (CP2) según tratamientos (2007-2009).

IX

Crecimiento y productividad del tomate (Lycopersicon esculentum Mill) bajo cultivo protegido, hidropónico, en tres localidades de Costa Rica Resumen Se llevó a cabo un experimento que consistió en la evaluación de crecimiento y productividad de tres genotipos de tomate en tres localidades de Costa Rica en sistema de cultivo protegido, las comunidades fueron San Blas de Carrillo, provincia de Guanacaste, Santa Clara de San Carlos, Provincia de Alajuela y Zapote de Zarcero provincia de Alajuela. Se evaluaron 19 variables fisiológicas de crecimiento y productividad para 9 tratamientos o interacciones. A los datos obtenidos se les hizo un análisis de componentes principales, como resultado de este análisis se seleccionaron los dos primeros componentes que explican más del 70 % de la variabilidad total, se determinó que el componente principal 1 explica el crecimiento del cultivo y su variable representativa fue el peso seco de tallos, el componente 2 representa el rendimiento y su variable representativa fue el peso seco de frutos. Se encontró interacción de los genotipos con los ambientes para los dos componentes pese a ser cultivados en invernadero, lo que demuestra una adaptación específica de los genotipos a las localidades que mostraron datos climáticos diferentes. La productividad de los genotipos varió según los ambientes, sin embargo no superaron los 10 kgrs de fruta fresca por planta. Palabras clave: horticultura, tomate, cultivo protegido, hidroponía, componentes principales, hábito de crecimiento, genotipo, ambiente, plagas y enfermedades. Abstract An experiment that involved the assessment of growth and productivity of tomato genotypes in three locations in Costa Rica in protected cultivation system was carried out. Communities were San Blas de Carrillo, Guanacaste Province; Santa Clara, San Carlos and Zapote, Alfaro Ruiz in the province of Alajuela. 19 physiological variables were evaluated for growth and productivity for 9 treatments or interactions. The data obtained were made to a principal components analysis. As a result of this analysis, the first two components explained 70% of the total variability; it was determined that the principal component 1 explains the growth of the crop and variable representative was dry stem weight; component 2 represents the proxy performance and was the dry weight of fruit. It was also found interaction of genotypes with environments for the principal components despite being grown in the greenhouse, demonstrating a specific adaptation of genotypes to the locations that showed different climate data. The productivity of the genotypes was different by the environments, but did not exceed 10 kgs of fresh fruit per plant. Keywords: horticulture, tomato, protected culture, hidropony, principal components, grow habit, genotype, environment, pest and diseases

1. Introducción Por mucho tiempo en Costa Rica, la producción de hortalizas se ha llevado a cabo a campo abierto y no en sistemas de cultivo protegido, esto se debe, entre otras razones, a las ventajas de un clima que permite sembrar a lo largo de todo el año, suelos fértiles con aptitud agrícola y una cultura hortícola desarrollada a nivel local. Sin embargo el cambio climático global, la presión de plagas y enfermedades, el crecimiento urbanístico y comercial han afectado también la actividad hortícola a campo abierto en las zonas tradicionales de cultivo. Los sistemas de producción de hortalizas en Costa Rica han sido de tipo intensivo, donde se consume mucha mano de obra y se utilizan grandes cantidades de agroquímicos (La Nación, 2005), la topografía de los terrenos casi no permite el uso de maquinaria agrícola para preparación de suelos ni para cosecha, ha predominado la finca de tamaño pequeño que puede oscilar en un área promedio de 1 a 5 hectáreas y el horticultor ha desarrollado su actividad con el apoyo de mano de obra familiar. Como las fincas o predios son pequeños, es común encontrar en una comunidad hortícola a grupos asociados de productores uniendo esfuerzos para mejorar su capacidad comercial, y así facilitar el mercadeo de sus productos (1). Algunas hortalizas se han sembrado en sistemas de asocio de cultivos, como es el caso de el tomate (Lycopersicum esculentum L.) y chile dulce (Capsicum annum L.), que se cultivan asociados al cultivo de café (Coffea arabica L.). En las fincas es común encontrar plantaciones de tomate y chile dulce en lotes con plantas de café recién sembradas o podadas, que permiten el establecimiento temporal de un cultivo de ciclo anual como son estas solanáceas (2). También la rotación de cultivos ha sido una práctica común en el cultivo de hortalizas de ciclo corto, donde se alternan en un mismo lote siembras de hortalizas de familias diferentes como por ejemplo papa (Solanum tuberosum) y col (Brassica oleraceae). En Costa Rica, las principales áreas de cultivo de hortalizas se han concentrado en el Valle Central, ubicado en el centro del territorio, y a una altitud que oscila desde los 700 a los 2000 metros sobre el nivel del mar, los tipos de suelo predominantes son de origen volcánico de textura franco a franco limosa (Bertsch, 2006). Las principales ciudades del país están ubicadas allí donde el crecimiento urbanístico y comercial es cada vez mayor (Informe del estado de la nación, 2003). Las zonas tradicionales de cultivos hortícolas en Costa Rica se han cambiado por otras actividades, como lo son la construcción de residenciales y el desarrollo comercial e industrial, desplazando la agricultura a terrenos en zonas marginales o con aptitudes de suelo y clima inconvenientes para los cultivos hortícolas, esta situación es típica del cambio en el uso del suelo en países sin planificación territorial (Vasquez, 1993 citado por Bertsch, 2006), como consecuencia los terrenos se vuelven más escasos e injustificables desde el punto de vista económico para la actividad hortícola tradicional. (1) Murillo, M. 2008. Horticultura en Zarcero de Al faro Ruiz (entrevista). Zarcero, C.R. (2) Castillo, M. 2008. Cultivo de tomate en el valle central (entrevista gerente Tomatico S.A.). Heredia, C.R.

La agricultura a campo abierto puede ser muy contaminante, sobre todo cuando es afectada por condiciones climáticas adversas como fuertes lluvias, que incrementan la erosión de suelo a nivel superficial y por consiguiente de los fertilizantes y pesticidas aplicados. Las condiciones climáticas adversas provocan en la horticultura problemas de tipo fitosanitario que obliga al agricultor a usar pesticidas químicos en exceso; la horticultura a campo abierto en el trópico se vuelve arriesgada.

Figura 1. Cultivo de tomate a campo abierto asociado a plantaciones de café en la provincia de Alajuela, Costa Rica (foto: Carlos Ramírez, 2009). La implementación de otros sistemas de cultivo, así como la rotación, pueden ayudar a disminuir este problema, sin embargo, en el cultivo de las hortalizas se utilizan especies de plantas de ciclo corto y muchas tienen plagas en común, además las áreas sembradas son a veces tan pequeñas que en una misma región siempre van a estar presentes varios tipos de cultivos y por consiguiente sus respectivas plagas, prácticamente la rotación no se da, y la consecuencia es un sistema de producción muy dependiente de insumos químicos y además insostenible. Considerando la actual problemática ambiental y de residuos de plaguicidas dentro de la actividad hortícola, se hace necesario implementar sistemas de producción que permitan producir los alimentos sin residuos químicos, y disminuir el efecto negativo que sobre el ambiente ejerce esta actividad. La agricultura a campo abierto se vuelve muy contaminante, sobretodo cuando es afectada por condiciones climáticas adversas como las fuertes lluvias, que

incrementan los lavados de suelo a nivel superficial y por consiguiente de los fertilizantes y plaguicidas aplicados, se presentan problemas de tipo fitosanitario que obligan al agricultor a usar plaguicidas químicos en exceso. Las zonas tradicionales de cultivos hortícolas en Costa Rica, ubicadas principalmente en el Valle Central, se han desplazado por otras actividades, como lo son la construcción de residenciales o urbanizaciones y el desarrollo comercial e industrial, dejando a la agricultura terrenos en zonas marginales o con aptitudes de suelo y clima inconvenientes para los cultivos hortícolas, esta situación es típica del cambio en el uso de la tierra, que se va dando en países con carencia de planificación territorial como el nuestro, como consecuencia los terrenos se vuelven más escasos e injustificables desde el punto de vista económico para la actividad hortícola tradicional. En otras regiones del país es complicado llevar a cabo con éxito horticultura a campo abierto, principalmente por factores climáticos, como lo son altas temperaturas y humedad relativa, y la predominancia de suelos con características físicas y químicas no aptas para el desarrollo de estos cultivos, algunas de estas regiones del país tienen un gran desarrollo turístico y poblacional que demanda abastecimiento de hortalizas, como es el caso de la provincia de Guanacaste y de la Zona Norte.

Para producir exitosamente en estos lugares habría que implementar tecnologías que permitan a la actividad ser competitiva, y que demuestre una viabilidad técnica y económica que contribuya a su sostenibilidad. Otras formas de producción de hortalizas como los sistemas de cultivo protegido, suponen una ventaja comparativa respecto al campo abierto, ya que el sistema favorece la alta productividad de los cultivos y facilita el control de plagas y enfermedades, este tipo de sistemas de producción han sido desarrollados principalmente en zonas con clima templado, buscando como objetivo proteger a las plantas de las condiciones adversas de un clima con bajas temperaturas en el invierno, por esa razón tales sistemas de producción se desarrollan en estructuras aisladas de cultivo llamadas invernaderos, que cuentan con equipos para calefacción, aplicación de CO2, riego automatizado y otros que permiten la producción de hortalizas en un ambiente controlado. El invernadero, que es la estructura básica del sistema de ambiente controlado, no está exento de la influencia de las condiciones ambientales donde se va a ubicar, su diseño agronómico estará en función de las variables climáticas imperantes en la zona de ubicación y por supuesto del cultivo o actividad llevada a cabo en su interior, el costo de un sistema protegido como el invernadero es alto, y su estructura algo permanente, por lo que el diseño puede variar de una región a otra, y todavía más de una latitud a otra. En el trópico la implementación de la tecnología de cultivos protegidos, tendría que solucionar problemas diferentes a los presentados en zonas templadas, como las altas precipitaciones, alta

temperatura y humedad relativa, y propiciar dentro de las estructuras de cultivo un clima favorable para la producción de hortalizas. Una de las familias de hortalizas más producidas en el país, y de mayor rentabilidad es la de las solanáceas, éstas son plantas de cultivos con muchos problemas en común de tipo fitosanitario, altamente extractores de nutrientes, exigentes en los tipos de suelos, y con un mercado impredecible y muy fluctuante. El cultivo del tomate ha ocupado a nivel mundial un lugar destacado. En muchas regiones de Europa y América se siembran vastas áreas de tomate bajo sistema protegido, esto, con la finalidad de obtener altas productividades y garantizar un abastecimiento constante a lo largo del año, en Centroamérica la producción de esta hortaliza se ha llevado a cabo en sistema a campo abierto, y en Costa Rica prácticamente la totalidad del tomate producido se realiza de esa forma, con un alto costo de inversión donde sobresalen el gasto en insumos químicos y en semillas que son importados. (Cámara de Importadores de Insumos Agropecuarios 2006 ; Castellanos 2009). La limitación de zonas con clima y suelos aptos para la producción de esta hortaliza de origen mesoamericano, nos plantea el reto de implementar sistemas de producción donde se pueda tener un mejor control del medio edafico-climático (Castilla, 2004), y así plantear la necesidad de investigación y validación de sistemas de cultivo protegido para las plantas de tomate en un ambiente tropical como el de Costa Rica; se debe investigar su adaptación al sistema de cultivo protegido en regiones no tradicionales para tomate, evaluando en primera instancia genotipos que presenten adaptabilidad a diferentes regiones, con características que permitan su manejo en búsqueda de altas productividades. Una de las características del cultivo de tomate asociada al manejo de la biomasa es su hábito de crecimiento, básicamente existen dos tipos: el determinado y el indeterminado, existiendo un tercero que es intermedio de ambos, las plantas de tomate de hábito determinado han sido usadas en muchos países para cosecha mecánica por la concentración en su producción, y en sistemas de cultivo protegido ha predominado el uso de genotipos indeterminados, donde el ciclo de vida de las plantas se prolonga hasta por un año con cosechas escalonadas (Rodríguez-Fuentes et al, 2006, y Benton-Jones, J. 2008). El hábito de crecimiento en el cultivo de tomate, puede ser una primer característica asociada al genotipo que nos dé una idea del comportamiento de éste dentro de sistemas protegidos en el trópico, esta característica puede permitirnos elegir un vegetal al que se le pueda manejar la biomasa en busca de un mejor rendimiento, y relacionarlo con el ambiente circundante; como esta característica está asociada a la precocidad en la producción, conviene considerarlo como un factor importante a evaluar en sistemas de cultivo protegido en el trópico, donde las plantas con ciclos de vida largos, se exponen al ataque masivo de plagas y enfermedades, por tal razón en sistemas a campo abierto en Costa Rica ha predominado el uso de genotipos determinados y semideterminados (Caravaca, P. 2008 y Gil-Vázquez et al, 2003).

El siguiente experimento se realizó para evaluar el comportamiento de tres genotipos de tomate con diferentes hábitos de crecimiento en tres zonas agroecológicas de Costa Rica bajo cultivo protegido hidropónico y su relación con el ambiente circundante, dentro de un sistema que mantenga condiciones similares de manejo del cultivo dentro de cada invernadero; como lo es la hidroponía para aplicar los nutrientes, el tutorado de las plantas, y el manejo de la biomasa a través de deshijas y deshojas. De las zonas elegidas para el experimento, hay dos localidades donde no se cultiva tomate de manera tradicional, por consiguiente este experimento nos puede ayudar a responder la pregunta de que si es posible o no producir tomate en zonas con condiciones de clima y suelos adversos al cultivo, a través del uso de una técnica que permita cierto grado de control, como es el caso del cultivo protegido, utilizando genotipos con adaptación específica en el trópico. La oportunidad de llevar a cabo estos experimentos radica en que someteremos a los genotipos a diferentes ambientes para evaluar una serie de variables asociadas al crecimiento y productividad, y así poder estimar o determinar la influencia diferencial del ambiente sobre los genotipos manejados agronómicamente de manera similar.

2. Objetivos Los objetivos del experimento fueron los siguientes: 2.1 Objetivo general: -Determinar la interacción entre tres genotipos de tomate con diferente hábito de crecimiento y tres localidades de Costa Rica, bajo sistema de cultivo protegido hidropónico. 2.2 Objetivos específicos: -Evaluar el crecimiento de tres genotipos de tomate con diferente hábito de crecimiento bajo cultivo protegido hidropónico en tres localidades de Costa Rica. -Evaluar la productividad de tres genotipos de tomate con diferente hábito de crecimiento bajo cultivo protegido hidropónico en tres localidades de Costa Rica. -Demostrar a través de un análisis multivariado de los datos, la relación entre las variables y la interacción entre los genotipos de tomate con diferente hábito de crecimiento bajo cultivo protegido hidropónico en tres localidades de Costa Rica. Hipótesis -No hay interacción entre genotipos y ambientes para el cultivo de tomate, bajo sistema protegido hidropónico.

3. Revisión de literatura 3.1 Condición agroecológica de Costa Rica Costa Rica es un país situado en el istmo de América Central, con una topografía montañosa, las cadenas de montañas o cordilleras atraviesan el centro del país a todo lo largo, y esto produce una serie de condiciones ambientales muy diversas por influencia de las corrientes de aire que provienen del mar Caribe y del Océano Pacífico. La topografía montañosa genera también una serie de microclimas con altitudes que oscilan desde el nivel del mar hasta los 4000 msnm. Estos microclimas permiten el desarrollo de muchas actividades agrícolas con muchos cultivos diferentes adaptados a las condiciones climáticas imperantes en cada zona, así por ejemplo el café se cultiva en altitudes superiores a los 1000 msnm y es predominante en el Valle Central, por otra parte en zonas de altitudes bajas predominan los cultivos de tipo más extensivo como los granos básicos, la caña de azúcar, palma aceitera, y algunos de exportación como la piña y el melón entre muchos otros.

Figura 2. Mapa de Costa Rica con zonas de vida según Holdbridge.

Fuente: SIREFOR (2007)

3.2 Problemática de la producción de hortalizas en Costa Rica La mayoría de las siembras de cultivos hortícolas en Costa Rica no son estacionales, la presencia de plagas y enfermedades durante todo el año ocurre como consecuencia del constante cultivo que favorece la permanencia de inóculo en el campo, dentro de estas plagas tenemos insectos, ácaros, hongos, bacterias y virus. Las condiciones ambientales también las han favorecido, ya que se presentan altas temperaturas y precipitaciones, que favorecen el desarrollo de epifitias. La presencia del cultivo a lo largo de todo el año y las condiciones ambientales favorables, provocan que la presión de plagas y enfermedades vaya en aumento; por esta razón, el horticultor se ve obligado a hacer aplicaciones de pesticidas químicos para tratar de recuperar su inversión, sin embargo las constantes aplicaciones provocan serios problemas ambientales, ya que en la horticultura a campo abierto la degradación del suelo es alta y la contaminación por exceso de aplicación se suma a este problema (Estado de la Nación, 2003). El uso indiscriminado de pesticidas ha provocado una alta presión de selección sobre las plagas, y hay carencia de materiales genéticos resistentes a las principales plagas y enfermedades (3), en Costa Rica según informes de la Cámara de Importadores de Insumos Agropecuarios de Costa Rica, se importaron en el 2006 un equivalente a 14 kgrs de pesticidas sintéticos per capita. Debido al constante incremento en el costo de los pesticidas, el horticultor aplica los más baratos del mercado, siendo éstos en su mayoría productos no autorizados para sus cultivos o bien son de alta toxicidad y residualidad, el agricultor desconoce muchas veces como se dosifican y para qué se usan, por lo que es cuestionable el uso que hace de ellos (La Nación, 2005), la venta de agroquímicos en Costa Rica es libre por lo que cualquier persona puede tener acceso a los productos autorizados para la venta (Coto, 2003). En los cuadros 1 y 2, se presentan unas listas de plagas y enfermedades para algunos cultivos hortícolas de Costa Rica, como se puede apreciar la lista es larga y la diversidad de individuos es alta, muchos de estos insectos crean problemas dobles al ser vectores de virus y otras enfermedades, como es el caso de Myzus persicae y Bemisia tabaci, muchas de estas plagas y enfermedades son específicas para algunos cultivos y otros tienen una amplia gama de hospederos. Su control se ha llevado a cabo tradicionalmente utilizando plaguicidas químicos, y en algunos casos se ha empezado a utilizar control biológico con hongos antagonistas. En localidades de cultivo intensivo y extensivo de algunos cultivos como melón y chile dulce, se han provocado infestaciones altas de estas plagas y se han salido de control, hasta tener que declarar la zona en cuarentena por alta incidencia de plagas (Departamento fitosanitario del estado costarricense, 2007). (1) Castillo, M. 2008. Cultivo de tomate en el valle central (entrevista gerente Tomatico S.A.). Heredia, C.R.

Cuadro 1. Algunas plagas y sus grupo taxonómico reportadas en cultivos hortícolas de Costa Rica (Ministerio de Agricultura de Costa Rica, 2004).

Nombre de la plaga Grupo taxonómico Cultivo (s) hospederos

Phyllophaga spp Myzus persicae Atta sp. Heliothis virescens Spodoptera spp. Trichoplusia ni Manduca sexta Polyphagotarsonemus latus Tetranychus urticae Diabrotica spp. Epitrix cucumeris Liriomyza sativae Bemisia tabaci Trialeurodes sp. Keiferia lycopersicella Agrotis spp Anthonomus eugenii

Col:Scarabaeidae Hom:Aphididae Hym:Formicidae Lep:Noctuidae Lep:Noctuidae Lep:Noctuidae Lep:Sphingidae Acari:Tarsonemidae Acari:Tetranychidae Col:Chrysomelidae Col:Chrysomelidae Dip:Agromyzidae Hom:Aleyrodidae Hom:Aleyrodidae Lep:Gelechiidae Lep:Noctuidae Col: Curculionidae

Hortalizas en general Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Cucumis melo Hortalizas en general Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Cucumis melo Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Cucumis melo Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Lycopersicum esculentum Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Cucumis melo Hortalizas en general Hortalizas en general Hortalizas en general Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Cucumis melo Lycopersicum esculentum Capsicum spp. Cucumis melo Lycopersicum esculentum Hortalizas en general Capsicum spp.

Cuadro 2. Algunas enfermedades reportadas en cultivos hortícolas de Costa Rica (Ministerio de Agricultura de Costa Rica, 2004).

Nombre de la enfermedad Agente causal

Marchitez bacteriana Tizón tardío Tizón temprano Marchitez fungosa Marchitez fungosa Peca bacteriana Mancha bacteriana Mildiu velloso Mildiu polvoso Esclerosis Mal del talluelo Pudrición bacteriana Cercospora

Ralstonia solanacearum Phythophtora infestans Alternaria solani Fusarium oxysporum Sclerotium rolfsii Pseudomonas syringae Xanthomonas vesicatoria Pseudoperonospora cubensis Liveillula taurica Sclerotinia sclerotium Pythium sp. Rhizoctonia solani Erwinia carotovora Cercospora capsici

3.3 Horticultura protegida en el mundo Se documenta como inicios de la agricultura protegida, a la época de los romanos, donde se hacían cultivos de pepino y otras hortalizas en contenedores o carritos móviles, sin embargo no es sino hasta el siglo diecinueve que se empiezan a construir estructuras algo rudimentarias para proveer un ambiente a las plantas para protegerlas de condiciones climáticas adversas como lo es el invierno en Europa y Asia, esas estructuras rudimentarias, hechas de madera y bambú, con techos de vidrio o papel, dieron paso con el tiempo a estructuras muy sofisticadas de cultivo donde se hace uso de sistemas automatizados para mantener un ambiente propicio para el crecimiento de los cultivos, donde se utilizan sistemas de calefacción con la idea de modificar el ambiente interno de las estructuras (Castilla, 2004). Actualmente en los países del norte de Europa, destacando el caso de Holanda, se han desarrollado estructuras adaptadas a sus condiciones que les permiten cultivar hortalizas durante todo el año, obviando las condiciones climáticas imperantes, en el caso del sur de Europa, en países de influencia mediterránea como España e Italia, se han desarrollado una serie de estructuras de cubiertas utilizando plástico como techo, donde se hace más sencillo y menos costoso el cultivo de hortalizas, por tener un clima más bondadoso que en el norte de Europa, donde la inversión en términos de energía para la calefacción de los invernaderos es elevada (Sánchez del Castillo 2005 , Heuvelink 2005).

Uno de los factores determinantes en la producción de cultivos hortícolas es el clima. El impacto que éste ha tenido en la producción agrícola es apreciable, la escasez de agua es el principal impedimento ambiental que determina la producción de cultivos a nivel mundial, un factor a considerar en la horticultura protegida es el manejo eficiente del agua con es el uso de riego por goteo o localizado (Wittwer y Castilla, 1995). La producción mundial de hortalizas en cultivo protegido ha ido aumentando desde el siglo veinte. Países como España, Italia y Holanda destacan en el continente Europeo, con áreas de invernaderos de hasta 47 700 hectáreas, como es el caso de España que concentra su producción en la provincia de Almería, sin embargo es China el país con más área de cultivo protegido para producción de hortalizas en el mundo, con cerca de 3 millones de hectáreas en las diferentes modalidades de cultivo (Castilla, 2004). Los sistemas protegidos de cultivo, al igual que otros sistemas modernos de producción, requieren de una alta inversión en materiales, insumos e infraestructura, por lo que es imperativo obtener altas productividades por unidad de área para que sea rentable, dentro de los aspectos que determinan mucho esta alta productividad están el mejoramiento genético de variedades de alta producción y demanda de nutrientes; el reto está en desarrollar estos sistemas dentro de una concepción sustentable de la producción, donde predomine la explotación racional de los cultivos en miras a eficientizar la fisiología de los mismos a través del manejo del ambiente y la tolerancia a factores adversos (Borrego et al, 2001). El avance científico y tecnológico desarrollado en la última mitad del siglo veinte, han dado impulso a una serie de técnicas modernas de cultivo como lo son los ambientes protegidos, sin embargo no hay que olvidar el desarrollo paralelo que hay en términos de mejoramiento genético de semillas, la utilización de sustratos para cultivo, la hidroponía, el riego localizado, la fertirrigación, la plasticultura, agricultura orgánica, y agricultura de precisión, tópicos estos de desarrollo que no se concibieron aisladamente, el cultivo bajo ambientes controlados implica no solamente el control del ambiente sensu stricto, sino que hace uso de una serie de tecnologías para la manipulación y manejo del vegetal para explotar al máximo su potencial genético productivo (Bastida y Ramírez, 2002). Frente a condiciones climáticas adversas es posible sembrar dentro de estructuras diseñadas especialmente para poder modificar o controlar el clima circundante a las plantas de cultivo, el cultivo protegido supone la creación de un ambiente que proteja a las plantas y permita controlar al máximo factores de producción como lo son: el uso del agua, la fertilización, la luz, CO2, temperatura y humedad (Castilla, 2004 ; Gil-Vázquez et al, 2003). La estructura básica para el cultivo protegido, llamada invernadero, permite el cultivo de hortalizas minimizando el efecto de las plagas y enfermedades en localidades con condiciones climáticas adversas. El cultivo protegido de hortalizas en el trópico nos permite disminuir sustancialmente las aplicaciones de plaguicidas químicos y puede potenciarse el uso del control biológico al tener un ambiente más controlado (1). (1) Obregon, M. 2009. Uso de control biológico en hortalizas (entrevista), Heredia, C.R.

Los invernaderos son estructuras que deben ser diseñadas de acuerdo a las condiciones ambientales del lugar o localidad donde se van a establecer, así como considerar el cultivo a sembrar, por tal razón es de suma importancia que el diseño se adapte bien a las condiciones ambientales prevalecientes de la zona. Los diseños de invernaderos de clima templado pueden no funcionar en condiciones tropicales, por esta razón se hace necesario diseñar e investigar el comportamiento funcional de diferentes tipos de invernaderos dentro del ambiente tropical (1). Los cambios en el mercado, así como el incremento en consumo de hortalizas, ha favorecido la introducción y desarrollo de nuevas técnicas de producción, tal es el caso del uso de la hidroponía dentro de invernaderos, que permite incrementar la producción por área además de poder producir un producto más sano, ya que permite disminuir el uso de plaguicidas químicos (Rodríguez-Fuentes et al, 2006). La introducción de nuevas tecnologías ha promovido la expansión del cultivo de tomate en ambientes protegidos; el uso de hidroponía, así como el mejoramiento genético y el control ambiental, contribuyen a la obtención de altas producciones por área de invernadero, en México se reportaban para el año 1998 producciones de 63,75 toneladas por hectárea en la región de Sinaloa, para el año 2008 en México se reportaban un total de 4405 hectáreas de invernaderos dedicadas al cultivo del tomate (Castellanos, 2009). Pero el reporte más alto en productividad reportado por la FAO para el año 2004 es el de Holanda con 296,1 toneladas por hectárea (Benton-Jones 2008 y Gil-Vázquez et al. 2003). 3.4 El tomate en el mundo A inicios de los 1500 los españoles y portugueses descubrieron la planta de tomate en América como una hortaliza bastante singular, la planta no fue aceptada como comestible al inicio, pero luego de un tiempo fue incluida en la dieta de los europeos, y desde entonces se ha expandido su cultivo alrededor del mundo, sobresaliendo junto con la papa dentro de la producción mundial de hortalizas, contribuyendo a cerca del 47% de la producción total (Gil-Vázquez et al. 2003). El tomate es una planta perteneciente a la familia de las solanáceas, al igual que los chiles y la papa, inicialmente se ha clasificado dentro del género Solanum, y se denominó Solanum lycopersicum, pero los tomates actuales de uso comercial son denominados como Lycopersicum sculentum sculentum, y es considerado como su antecesor al Lycopersicum sculentum cerasiforme del cual hay amplia evidencia de su presencia en Centroamérica (Benton-Jones, 2008). De acuerdo a la FAO para el año 2004, él área sembrada de tomate a nivel mundial era cerca de los 2,8 millones de hectáreas, que produjeron cerca de 84 millones de toneladas métricas de fruta fresca. (1) Morales, A. Diseño y construcción de invernaderos (entrevista), UACh, México.

El país con mayor área sembrada fue China con un área de 1 255.100 hectáreas produciendo 30 millones de toneladas métricas, en América, Estados Unidos sobresale con altas productividades que corresponden a 12,76 millones de toneladas métricas producidas en un área de 172.810 hectáreas, en Centroamérica la producción la encabeza Guatemala, Honduras y Costa Rica con 187.000, 53.000 y 50.000 toneladas métricas respectivamente durante el 2004 (Benton-Jones, 2008). 3.5 Condiciones ambientales para el cultivo de tomate Las condiciones ideales para el cultivo de tomate se han descrito como: temperatura promedio de 24 a 25 grados celsios, alta luminosidad y humedad relativa que oscile entre los 40 a 60 %, sin embargo esas condiciones no siempre se encuentran en el campo abierto, por lo que el sistema de cultivo protegido podría brindar tales condiciones al cultivo, además de control del agua, nutrición vía fertirriego, manejo de la calefacción, enfriamiento o humificación a través del uso de dispositivos o equipo que permita modificar tales variables ambientales, es por eso, entre otras razones, que en Holanda, los cultivos de tomate en invernadero han alcanzado altas productividades, donde se ha determinado una estrecha relación de la temperatura con el número de frutos por racimo (Heuvelink 1996, Sandri et al. 2002). Muchos autores coinciden en que las temperaturas ideales para el crecimiento y desarrollo del tomate como cultivo, oscilan entre los 15 y los 25 grados celsios, algunos consideraran que el rango puede ser más amplios de 10 a 30 grados celsios, sin embargo la influencia de estos factores sobre los diferentes eventos fenológicos del cultivo depende más de su efecto acumulativo hasta la manifestación de algún cambio fenológico, como es el caso de la aparición de flores o bien el porcentaje de amarre de frutos (Garbi et al. 2006). Según Dogliotti (2002), el crecimiento del tomate se ve afectado por debajo de los 10 grados Celsius y por encima de los 30, y no tolera encharcamiento del suelo ni tampoco las heladas, por esta razón en muchas localidades de Uruguay, se planifican las siembras en épocas donde no se den estas temperaturas extremas. El cultivo del tomate es muy demandante de agua para que pueda producir una cosecha comercial, esto por la formación de frutas; la carencia de calcio y potasio pueden ocasionar una serie de desordenes fisiológicos que deforman el fruto o provocan la podredumbre apical, la temperatura influye en la absorción de nutrimentos siendo ideal para la formación de un fruto de calidad que oscile entre los 20 a 30 grados centígrados (Santiago et al. 1998). El tomate es una planta termoperíodica, o sea, responde mejor a una temperatura variable durante su ciclo de vida que a una temperatura constante, incluso diferencias de temperaturas del día y la noche de 6 a 7 grados celsios son óptimas e influyen sobre la distribución de los asimilados, y temperaturas de 25 grados Celsius favorecen el crecimiento foliar, Calvert (1973) (citado por Nuez, sf ) recomienda una temperatura óptima para el cultivo de 20 grados Celsius en el día y 18 en la noche, siendo más eficiente la aplicación de CO2 durante períodos de alta temperatura. Temperaturas altas durante la fructificación provocan caída de flores, siendo

óptima para el cuajado 22 grados Celsius. Hay una buena relación entre la temperatura y la radiación, mientras mayor sea la temperatura la radiación debe ser mayor, en cuanto a la humedad relativa lo recomendable es que el cultivo se encuentre siempre por debajo del 90%, a humedades superiores se pueden desarrollar enfermedades, la humedad relativa óptima para el cultivo es entre 70 y 80% (Nuez sf ; Muñoz-Ramos 2008, citado por Castellanos 2009 ). El tomate es insensible al fotoperíodo, necesita de buena iluminación que influye en la distribución de asimilados en la planta, se considera como una radiación total diaria alrededor de 0,85 MJ/m2 para el cuajado de frutos y la floración, se puede compensar la falta de radiación con un suplemento adicional de CO2 al aire circundante, existen muchos cultivares adaptados para desarrollar una óptima floración en radiaciones bajas. El manejo de la biomasa a través de la poda y la densidad de siembra contribuyen a la interceptación de la luz por parte del cultivo, en condiciones de invernaderos que poseen plásticos para retener calor, se provoca también una disminución en la radiación solar lo cual afecta los rendimientos, la calidad de la luz tampoco es tan importante para el tomate, sino que adquiere mayor relevancia la radiación integral térmica diaria (Muñoz-Ramos 2008, citado por Castellanos 2009). Existen aspectos de manejo del cultivo de tomate que determinan la productividad final, muchos de esos aspectos están ligados a manejo de la densidad de siembra, a la tasa de amarre de frutos por racimo, a la relación de la materia seca de la planta durante su desarrollo y al efecto de factores climáticos sobre la productividad, además de la incidencia de plagas y enfermedades (Sandri et al. 2002). Barraza et al (2004), encontraron para el cultivo de tomate a campo abierto, que la densidad de siembra de 50000 plantas por hectárea fue la que dio mayor rendimiento respecto a otras densidades menores, recomendando esta densidad por obtener la mayor productividad por planta de 1,7 kgr de frutos en la región del Sinú medio en Colombia. Borrego et al (2001) evaluaron una serie de cultivares de tomate en cultivo bajo invernadero en la localidad de Coahuila, México, se hicieron evaluaciones de variables fisiológicas y asociadas al rendimiento, se hicieron análisis de componentes principales para determinar la relación entre las variables, esto con el fin de poder determinar su influencia sobre la variabilidad obtenida, denominando a los componentes principales como “componente del rendimiento total”, esto porque se encontró que las variables más correlacionadas fueron “rendimiento promedio/planta/corte” y “frutos/planta/corte”, sin encontrar correlación entre el rendimiento y las variables agroclimáticas. La defoliación en plantas de tomate en invernadero puede traer incrementos en el rendimiento, en pruebas donde se sometieron a defoliación de la tercera hoja entre racimos de diferentes cultivares, se encontró que cuando se podó esta hoja estando el racimo en estado de floración fue donde se obtuvieron mayores rendimientos respecto al testigo sin poda (Martínez et al. 2001).

Se encontró para el cultivar Río Grande en Venezuela, que entre plantas de tomate con diferentes calidades de luz, unas sombreadas y otras a pleno sol, que no hubo diferencias en el establecimiento de los frutos pero si las hubo en cuanto al desarrollo vegetativo de las plantas, encontrándose en las plantas a pleno sol que estas reducían su crecimiento vegetativo debido a lo elevado de la temperatura y la constancia de la misma (Paez et al. 2000). 3.6 El cultivo de tomate en Costa Rica En Costa Rica para la temporada 2006-2007 se sembraron un total de 945,7 hectáreas de cultivo de Tomate, donde la mayor concentración está en la región central occidental (provincias de Heredia y Alajuela) con 585 hectáreas. Esta actividad genera ingresos de más de 9 000 millones de colones al año (alrededor de 18 millones de dólares americanos), y da trabajo a más de mil familias, el costo de producción por hectárea de tomate a campo abierto oscila entre 11 000 dólares en estación seca y 13 000 dólares en estación lluviosa. El Consejo Nacional de la Producción reporta para el 2008, un costo promedio por hectárea de tomate a campo abierto de 9 575 293 colones (aproximadamente US$ 18960), con una productividad de 45 toneladas/ha. (Ministerio de Agricultura y Ganadería, citado por Información alternativa El Occidente, año 15 Número 124. Mayo 2009). De las 945,7 hectáreas reportadas de cultivo anualmente, únicamente 20 son bajo sistema de cultivo protegido, en este sistema se reporta para Costa Rica un costo de inversión de 50 dolares por m2, con una productividad de 150 toneladas/ha (Consejo Nacional de Producción, 2008). Como se mencionó anteriormente, la región con mayor concentración de siembra de tomate en el país, es el Valle Central Occidental, sin embargo existen otras regiones donde también se siembra tomate aunque en mucho menor área, como por ejemplo la región Chorotega con 50 hectáreas, la región Huetar Norte no reporta área sembrada de esta hortaliza (Consejo Nacional de Producción, 2008). Según el MAG (1991), el cultivo debe llevarse a cabo en zonas que no presenten condiciones de nubosidad constante ya que la luz también influye en el rendimiento y donde la temperatura oscile entre 21 y 24 grados celsios, esta condición climática es típica del Valle Central donde se encuentra concentrada la mayor población y las principales ciudades. 3.7 Experiencias sobre cultivos en ambientes protegidos en Costa Rica La horticultura protegida es una alternativa productiva para los horticultores de Costa Rica, el uso de invernaderos u otros sistemas de protección de plantas ha sido ampliamente usado alrededor del mundo con gran suceso (Wittwer y Castilla 1995). Hilje (2003) plantea como un reto para el país el cambio o sustitución de producción de hortalizas a campo abierto hacia sistemas de ambiente controlado, esto en demanda de un

mercado cada vez más globalizado y exigente, donde el país no ha mostrado ser competitivo debido a razones de tipo productivo y calidad final del producto, es un desafío poder adaptar tecnologías utilizadas en otras latitudes para producir hortalizas en ambientes controlados en busca de la sostenibilidad tanto económica como ecológica. La horticultura protegida en Costa Rica se ha desarrollado principalmente en el área de horticultura ornamental, donde se producen flores de corta y follajes tropicales para la exportación a Estados Unidos y Europa. Los invernaderos o estructuras utilizados para tal efecto son adaptados a las condiciones climáticas donde ellos se ubican, y considerando las necesidades de luz y temperatura de las especies cultivadas. Recientemente en la localidad de Zarcero, se ha desarrollado un proyecto de producción de hortalizas bajo ambientes controlados que abarca un área cercana a las 16 hectáreas de invernaderos tecnificados con uso de hidroponía para diversos cultivos, este proyecto inició con la siembra de pepino tipo europeo para exportar a Estados Unidos, sin embargo en la actualidad se están haciendo ensayos con el fin de diversificar su actividad e incluir al tomate dentro de la oferta de hortalizas producidas (1). Debido a que en Costa Rica existen diversos tipos de microclimas generados por su condición topográfica, un invernadero para horticultura deberá diseñarse y construirse tomando en cuenta el clima local, es muy importante considerar algunos principios del diseño agronómico de un invernadero, y uno es la ventilación; ésta se debe promover en la medida de lo posible a través del diseño mismo del invernadero y puede ser ayudado con accesorios o equipamiento para ventilación, otro aspecto importante es que el invernadero en el trópico debe ofrecer una adecuada protección para la lluvia (2). En Costa Rica existen regiones potenciales para la producción de hortalizas en ambientes protegidos, una de ellas está ubicada en el noroeste del valle Central y corresponde a la comunidad de Zarcero, que es una localidad donde la población tiene una tradición hortícola muy fuerte y han sido precursores de sistemas alternativos de producción de hortalizas en el país como la horticultura orgánica, esta localidad está a una altitud que oscila entre los 1500 y los 1800 msnsm, con un régimen de lluvias moderado pero con dos estaciones definidas, una seca y otra lluviosa. Otras regiones con potencial son la Zona Norte y el Pacífico Norte, la primera caracterizada por las altas precipitaciones y temperaturas durante todo el año, con luminosidad variable, y la segunda por tener dos estaciones bien definidas, una de noviembre a mayo de condiciones secas de alta temperatura, luminosidad y viento, y otra estación lluviosa y de altas temperaturas, estas dos regiones no poseen una cultura hortícola desarrollada como es el caso de la localidad de Zarcero, pero se promueve un cambio en la cultura agrícola debido a la presión por diversificar sus actividades en miras a la seguridad alimentaria. Aunque las condiciones ambientales sean muy diversas y haya ausencia de cultura hortícola, la tecnología de cultivo protegido ofrece un alto potencial para la horticultura protegida en estas regiones. (1) Ministerio de Agricultura y Ganadería, Comunicación agentes de extensión, Zarcero, CR. (2) Morales, A. Diseño y construcción de invernaderos (entrevista), UACh, México.

Figura 3. Daño causado por fuertes lluvias a una plantación de tomate a campo abierto en Alajuela (valle central), Costa Rica (foto: Carlos Ramírez, 2009). Existen muchas razones por las que se justifica el uso de invernaderos en el trópico, desde el punto de vista técnico, los invernaderos permiten controlar mejor las variables de producción de los cultivos, como son el riego, la aplicación de fertilizantes, el manejo de la biomasa del cultivo a través del tutorado, la poda y el uso de sustratos para cultivo (en caso de no usar el suelo). Con esta tecnología se facilita la implementación de equipo y uso de materiales para modificar el ambiente, como lo son los ventiladores, los muros húmedos, el piso de color blanco para reflectancia de luz entre otros (Figura 4), el invernadero también permite la automatización de algunos procesos a través de dispositivos electrónicos de control como programadores de riego. En lugares donde el suelo no presenta condiciones aptas para los cultivos, ya sea por presencia de plagas y enfermedades o por problemas de tipo químico y físico; se puede hacer uso de la tecnología hidropónica abierta o cerrada, usando sustratos en contenedores que permiten sembrar las plantas evitando los problemas del suelo y así poder producir en localidades con suelos marginales o inadecuados.

Figura 4. Cultivo de tomate en un invernadero de la sede San Carlos del Instituto Tecnológico de Costa Rica (zona norte de Costa Rica), utilizando contenedores individuales con sustrato y piso blanco (foto: Carlos Ramírez, 2008). Desde el punto de vista de sostenibilidad, los sistemas de producción hortícola a campo abierto en Costa Rica tienen muchos inconvenientes. De acuerdo con Altieri (2000) y Poincelot (2004), un aspecto a tomar muy en cuenta para establecer sistemas de producción sostenibles, es la disminución gradual del uso de pesticidas hasta llegar a utilizar controles naturales de plagas, en Costa Rica la presión de plagas y enfermedades es tan alta en cultivos a campo abierto, que obliga al agricultor a hacer uso de los plaguicidas como alternativa unilateral para el control. Los sistemas de producción en ambientes protegidos o controlados son vistos por algunos como sistemas muy artificiales, pero no se pueden excluir de este tipo de sistemas los elementos naturales asociados al desarrollo de las plantas y su fisiología, la tecnología debe favorecer la sostenibilidad y promover prácticas acordes con la agricultura alternativa. La creación de microclimas favorables a la producción de hortalizas puede ser visto como una práctica favorable a favor de la sostenibilidad (Altieri 2000 ; Poincelot 2004). Un sistema protegido de producción de hortalizas puede hacer una utilización más eficiente del recurso agua, se puede almacenar agua de lluvia recolectada por las canaletas del invernadero y ser utilizada como agua para riego o fertirriego, utilizando además sistemas de aplicación del agua de tipo localizado que favorecen la eficiencia de su uso, además pueden proteger a los plantas de efectos climáticos adversos (figura 3).

Figura 5. Dos invernaderos en zonas con climas diferentes en Costa Rica, izquierda la localidad de Zarcero de Alfaro Ruiz, Alajuela, y derecha para la localidad de San Blas de Carrillo, Guanacaste (fotos: Carlos Ramírez, 2009). Otra ventaja de la producción en sistemas protegidos es que pueden ser parte de un sistema más diverso de producción, ya que al tratarse de un sistema más cerrado y aislado puede estar inmerso dentro de un sistema finca diversificado donde se lleven a cabo otros tipos de producción, e incluso se pueden aprovechar las sinergias existentes en miras a la maximización en el aprovechamiento de recursos internos. En Costa Rica existen experiencias positivas de producción de hortalizas en invernadero por parte de agricultores y algunos grupos organizados, que han manifestado a través de entrevistas, que la horticultura protegida requiere mucha investigación, pero que ofrece un gran potencial como alternativa sostenible de producción de hortalizas ante el aumento constante en el precio de los agroquímicos y los cambios climáticos a nivel global (1). La producción de hortalizas en Costa Rica utilizando la tecnología del cultivo protegido, puede ser una alternativa sostenible de producción, siempre y cuando se obtengan altas productividades y calidad en el producto final, que permita una comercialización basada en un producto de alta calidad y bajo uso de pesticidas químicos. Se hace necesario llevar a cabo investigación y validación de sistemas de cultivo protegido en zonas con potencial de producción a futuro, donde este tipo de tecnología permita disminuir los efectos negativos del clima circundante que limitan la productividad de muchas especies de hortalizas a campo abierto. Según Montero et al (2006), es posible sembrar hortalizas en sistemas hidropónicos en el trópico húmedo. Ellos evaluaron varios cultivos hortícolas en diferentes tipos de estructura, concluyendo que si es posible en el trópico húmedo llevar a cabo actividades productivas de hortalizas utilizando diferentes técnicas de hidroponía bajo ambiente protegido. (1) Murillo, M. 2008. Horticultura en Zarcero de Al faro Ruiz (entrevista). Zarcero, C.R.

Cuadro 3. Productividad comparativa de diferentes hortalizas cultivadas a campo abierto y en invernadero en Costa Rica según referencia de productores.

Cultivo Producción a Campo Abierto

Producción en Invernadero

Referencia de Productores

Tomate Tomate Chile Dulce Chile Dulce Chile Dulce Melón Melón Chile Jalapeño Chile Jalapeño

5 Kgrs/m2

20 frutos/planta

1,5 Kgr/planta

1,5 Kgr/planta

9,6 Kgrs/m2

50 frutos/planta

43 frutos/planta

2,5 Kgr/planta

5 kgrs/planta

Tomatico S.A. 2007 Segura et al: 1999 Alfaro, R: 2008 Asoc. Mujeres activas: 2008 Campos, M:2008 La Costeña S.A 2007 Ramírez, C:2006 Asoc.Hort.SanBlas 2007 Asoc.Hort.SanBlas 2007

La existencia de diferentes zonas de cultivo para el tomate, justifica la realización de ensayos de variedades en busca de adaptación a las diferentes condiciones climáticas según región de cultivo, el conocimiento del crecimiento del cultivo en las diferentes regiones, se hace necesario para la toma de decisiones en lo referente a manejo fitosanitario y del cultivo en general (Barraza et al. 2004).

4. Materiales y métodos 4.1 Descripción general: El experimento se llevó a cabo en tres diferentes localidades de Costa Rica. Se sembraron tres híbridos de tomate con diferente hábito de crecimiento dentro de invernaderos bajo cultivo protegido hidropónico y con tutorado de las plantas, se mantuvo el cultivo durante seis meses en cada localidad, y durante ese tiempo se hicieron evaluaciones semanales de diferentes variables asociadas al crecimiento y la producción. En cada una de las localidades se utilizó un invernadero construido según las condiciones climáticas y se hicieron mediciones de variables ambientales a lo interno de la estructura durante el ciclo de cada cultivo. El experimento consistió de tres ensayos idénticos, uno en cada localidad seleccionada y se sembraron de forma consecutiva, no simultáneamente. 4.2 Localización del experimento y período de estudio El experimento se realizó en invernaderos de tres localidades de Costa Rica que son: San Blas de Carrillo, provincia de Guanacaste, Santa Clara de San Carlos, Provincia de Alajuela y Zapote

de Zarcero provincia de Alajuela. Los períodos en que se llevaron a cabo los ensayos fueron: Para San Blas del 20 de julio al 20 de diciembre del 2007, en Santa Clara, del 1 de julio al 6 de diciembre del 2008, y por último en Zapote de Zarcero del 2 de marzo al 2 de agosto del 2009. Se escogieron estas localidades por las diferencias climáticas que hay entre ellas, como por ejemplo la precipitación y la temperatura, así como la altitud y las zonas de vida según Holdbridge, esta última clasificación integra factores climáticos, geográficos y ecológicos (ver mapa Figura 6 y Cuadro 4 ) Cuadro 4. Descripción de tres localidades utilizadas para un experimento de crecimiento y producción de tomate bajo cultivo protegido hidropónico.

Localidad Altitud (msnm)

Temperaturas (min y max)

Precipitación anual (mm)

Zona de vida Holdridge

Período del experimento

San Blas de Carrillo, Guanacaste

50 17 – 32 1500 Bosque seco tropical

20 julio - 20 diciembre 2007

Santa Clara de San Carlos, Zona norte

170 15 – 30 3500 Bosque húmedo tropical

1 julio - 6 de diciembre 2008

Zapote de Zarcero, Valle Central occidental

1500 10 – 22.5 2000 Bosque húmedo premontano

2 marzo - 2 de agosto 2009

Fuente: http://www.imn.ac.cr/mapa_clima/altas_clima/2010.

Figura 6. Mapa de zonas de vida para Costa Rica según Holdbridge indicando las localidades del experimento, fuente: SIREFOR (2007). 4.3 Descripción de los invernaderos Los invernaderos utilizados en el experimento son similares entre sí, todos tienen diseño tipo capilla con monitor o ventana cenital en la parte superior de la estructura y techo en forma de arco, las paredes están cubiertas de malla antiáfidos de nylon color blanco con una densidad de 32 x 32 hilos por pulgada lineal, el techo del invernadero está cubierto de plástico transparente con revestimiento para el filtraje de las radiaciones ultravioleta, el piso del invernadero está cubierto con una alfombra plástica que aísla las plantas del suelo donde se construyó.

Las dimensiones, descripción y fabricantes de las cubiertas de las estructuras se describen en el Cuadro 5. Cuadro 5. Dimensiones y descripción de los invernaderos utilizados durante el experimento según localidad y características del material de techo paredes y piso.

Localidad altura de pared (m)

altura total (m)

ancho (m)

ancho monitor (m)

longitud (m)

Material techo y fabricante

Material pared y fabricante

Cubierta piso y fabricante

San Blas Carrillo, Gte

5 7 10 1 48 Plástico protec. UV (Lirsa, Italia)

Malla antiáfidos nylon (Arrigoni, Italia)

Agritela Nera, Arrigoni, Italia

Santa Clara San Carlos, Zona norte

4.5 7.5 9 1.2 30 Plástico protec. UV (Lirsa, Italia)

Malla antiáfidos nylon (Arrigoni, Italia)

Agritela Riflex, Arrigoni, Italia

Zapote de Zarcero, Valle Central

3.5 6.5 10 0.8 30 Plástico protec. UV (Lirsa, Italia)

Malla antiáfidos nylon (Arrigoni, Italia)

Agritela Riflex, Arrigoni, Italia

Las diferencias en atura de pared varían ligeramente, y se debe a las diferencias de temperatura entre localidades, en la localidad más caliente que es San Blas, el invernadero es más alto de pared y es casi igual al de Santa Clara que también es una localidad caliente, esto ayuda a promover la ventilación natural que facilitaría la extracción de aire caliente, el de Zapote es más bajo debido a que es una localidad con temperaturas menores a las otras (Cuadro 4). 4.4 Material experimental El material vegetal utilizado en el experimento consistió de tres genotipos de tomate tipo bola (Lycopersicum esculentum Mill), estos son: Híbrido “LSL 449” (Divine Ripe, Israel) con hábito de crecimiento semideterminado, híbrido “Qualyt 21” (Syngenta Rogers Seeds, Estados Unidos) con hábito de crecimiento determinado y el híbrido “Sabbia” (Nunhems seeds, Holanda) con hábito de crecimiento indeterminado.

4.5 Diseño experimental, tratamientos y análisis estadístico El diseño experimental corresponde a un completamente aleatorio o irrestricto al azar; se trata de un factorial 3 x 3, donde interactúan tres híbridos de tomate con tres localidades, dando un total de 9 tratamientos producto de la interacción genotipos (híbridos de tomate) y localidades (ambientes), el número de repeticiones por tratamiento fue de 5, para un total de 15 unidades experimentales por localidad y un total de 45 unidades. La parcela o unidad experimental consistió de una hilera de 10 plantas, de las cuales se evaluaron como parcela útil las 6 plantas centrales, las cuatro restantes corresponde a una submuestra utilizada para muestreos destructivos, el modelo del experimento fue el siguiente:

Yij=µ+yi+lj+(y*l)ij+εij

Donde “y” corresponde a los genotipos o híbridos de tomate,”l” corresponde a las localidades, “(y*l)” a la interacción genotipos con los ambientes o localidades, “µ” es la media general, y “ε” es el error. Cuadro 6. Tratamientos factoriales, tres genotipos de tomate con diferente hábito de crecimiento por tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007-2009).

Interacción Nombre genotipo

Hábito crecimiento

Localidad Abreviación

Gte x determinado Gte x Semideterminado Gte x Indeterminado Sn Carlos x Determinado Sn Carlos x Semidet San Carlos x Indet Zarcero x Determinado Zarcero x Semidet Zarcero x Indeterminado

Qualyt 21 LSL 449 Sabbia Qualyt 21 LSL 449 Sabbia Qualyt 21 LSL 449 Sabbia

Determinado Semideterminado Indeterminado Determinado Semideterminado Indeterminado Determinado Semideterminado Indeterminado

Guanacaste Guanacaste Guanacaste San Carlos San Carlos San Carlos Zarcero Zarcero Zarcero

Gte-Det Gte-SemiDet Gte-Indet SC-Det SC-SemiDet SC-Indet Zar-Det Zar-Semidet Zar-Indet

4.6 Variables evaluadas: forma y frecuencia de medición Las variables evaluadas durante el experimento se describen en el Cuadro 7

Cuadro 7. Descripción de las variables evaluadas durante el experimento, para tres híbridos de tomate en tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007 – 2009).

Variable abreviación Unidad de medición

Frecuencia medición

Definiciones

peso seco total

PST Gramos/planta mensual Sumatoria de todos los pesos de cada una de las fracciones de las plantas una vez secas, este incluye todas las partes que conforman una planta completa

peso seco follaje

PSF Gramos/planta mensual Se separó el follaje de una planta completa, las hojas se pusieron en bolsas de papel y se secaron en un horno a 65 grados Celsius por un mes, luego se pesaron en una balanza granataria (OHaus) con una precisión de +- 1 gramo

peso seco de tallo

PSTLL Gramos/planta mensual Se separó el tallo de una planta completa, éste se puso en bolsas de papel y se secaron en un horno a 65 grados Celsius por un mes, luego se pesaron en una balanza granataria (OHaus….) con una precisión de +- 1 gramo.

Peso seco de raíz

PSR Gramos/planta mensual Se separó la raíz de una planta completa, la raíz se puso en bolsas de papel y se secaron en un horno a 65 grados Celsius por un mes, luego se pesaron en una balanza granataria (OHaus….) con una precisión de +- 1 gramo.

Peso seco vegetativo

PSV Gramos/planta mensual Sumatoria de los pesos secos de follaje, tallos y raíz

Peso seco de frutos

PSFr Gramos/planta mensual A partir del momento en que aparecieron los primeros frutos maduros, se separaron de la planta completa muestreada, éstos se colocaron en bolsas de papel y se secaron en un horno a 65 grados Celsius por un mes, luego se pesaron en una balanza granataria (OHaus) con una precisión de +- 1 gramo.

Relación vegetativa entre productiva

Veg/Frut Sin unidades mensual Este índice se determinó relacionando el peso seco de toda la fracción vegetativa de la planta (follaje, tallos y raíz) y la fracción productiva que es el peso seco de los frutos.

Altura de planta

AltPlant Centímetros semanal Medida con una cinta métrica (Assist 5 mts Power Tape, China), en centímetros (cms) desde la base del tallo al brote más alto de las dos guías de la planta.

Grosor de tallo

Grosor Centímetros semanal Medido desde la base de la planta con un calibrador de mano (vernier…..) en centímetros, se midió siempre de frente al pasillo que hay entre las hileras de plantas, de modo que las lecturas corresponden al mismo segmento de tallo.

Hojas por planta

H/Pl Número de hojas por planta

semanal Se contó el número de hojas abiertas por planta desde el momento en que éstas manifiestan su dicotomía.

Racimos por planta

Rc/Pl Número de racimos por planta

semanal Se contó el número de racimos por planta a partir del momento de aparición de los mismos.

Flores abiertas por planta

Fl/Pl Número de flores por planta

semanal Se contó el número total de flores abiertas por planta a partir de la antesis

Frutos por planta

Fr/Pl Número de frutos por planta

semanal A partir del momento en que se da el cuaje de la primera flor, se empiezan a contabilizar la totalidad de frutos por planta.

Flores promedio por racimo

Fl/Rac Número de flores por racimo

semanal Se determinó dividiendo el número máximo de flores contabilizadas por planta entre el número máximo de racimos por planta.

Frutos Fr/Rac Número de semanal Este se determinó dividiendo el

promedio por racimo

frutos por racimo

número máximo de frutos contabilizados por planta entre el número máximo de racimos por planta.

Peso total de frutos por planta

g/Pl Gramos semanal Una vez iniciada la cosecha, se pesaron todos los frutos maduros que se cosecharon por planta a lo largo de todo el ciclo del cultivo, se utilizó para esto una balanza granataria (Ohaus…), las cosechas se hicieron siempre que los frutos alcanzaran una coloración roja característica de su madurez.

Peso de fruto Pfrut Gramos semanal Se determinó del número total de frutos cosechados dividido entre el peso total, esta relación da el peso promedio de los frutos en gramos.

Producción en Kilogramos de frutos por metro cuadrado

Kg/m2 Kilogramos semanal Se multiplicó el peso total en gramos de frutos por planta por 1,25 plantas/m2 y se dividió entre 1000, para obtener Kilogramos de frutos por metro cuadrado.

Índice de área foliar

IAF Sin unidades semanal Se determina por la relación del área foliar de las plantas entre el área de cultivo. Para determinar el área foliar se han utilizado métodos destructivos, o bien instrumentos sofisticados de medición como el Licor LI-3000 (Nebraska, USA) (Astegiano et al, 2001). En nuestro caso se utilizó un método no destructivo que consiste en la medición del largo y el ancho de hojas abiertas de tomate, estas medidas se aplican a la ecuación: Area Foliar=0,347 (Largo x Ancho)-10,7, para esta ecuación los autores encontraron un R2 de 0,98. Luego de determinar el área foliar se calcula el IAF, multiplicando el

área de cada hoja en m2 por el número de hojas abiertas por planta por el número de plantas por m2.

4.7 Medición del ambiente dentro de los invernaderos Humedad relativa y temperatura: las lecturas de temperatura y humedad relativa mínimas y máximas se tomaron a diario a las 7:30 am, se utilizó un higrotermómetro digital (Precision, USA) con unidades de grados Celsios para la temperatura y porcentaje para la Humedad relativa, el instrumento se ubicó en medio del cultivo a una altura de 1,5 metros en uno de los pasillos centrales de cada invernadero en las tres localidades. Luminosidad: Este dato se tomó a diario dentro de los invernaderos a las 12:00 m, se tomó a esta hora porque es cuando los rayos solares están en forma más perpendicular al piso del invernadero, la lectura se realizó con un luxómetro de mano (Luxom Precision, USA) en unidades de Luxes, y se anotó si el día estaba nublado o despejado. 4.8 Análisis estadístico Se llevó a cabo un análisis de componentes principales para entender las relaciones entre las variables y reducir el número por supresión de variables mínimas (Borrego et al, 2001). Para cada una de las variables seleccionadas, se llevaron a cabo análisis de variancia y pruebas de diferencias entre medias (Tuckey, p=0,05). Se utilizó el programa JMP de SAS institute versión 8 para el análisis estadístico. 4.9 Manejo del cultivo y sistema de siembra En los invernaderos de las tres localidades, los cultivos se manejaron de manera similar, el sistema de cultivo fue de tipo hidropónico con uso de sustrato mineral en contenedores individuales, este sistema es conocido como hidropónico abierto, ya que la solución no se recicla, sino que es añadida con el agua de riego directamente a los contenedores que contienen sustrato de tipo mineral u orgánico (1). Los diferentes híbridos de tomate se sembraron a través de trasplante de plántulas, cultivadas en invernadero especializado para tal efecto ubicado en la localidad de San Antonio de Belén provincia de Heredia propiedad de la empresa Tomatico S.A. Las semillas se sembraron en bandejas plásticas de 105 celdas y las plántulas se trasplantaron con treinta días de edad, se utilizó como sustrato una mezcla de Peat Moss (70%), perlita (15%) y vermiculita (15%), esta mezcla se comercializa como “Germination mix” (Fafard, Canadá). Durante el proceso de germinación y desarrollo de las plántulas se le aplicó riego con una frecuencia de 2 a 3 veces al día, y se utilizó siempre con el agua de riego una solución hidropónica completa (ver Cuadro 2 del anexo). (1) Contreras, E. 2010. Horticultura protegida e hidroponía (entrevista). México.

Como tratamiento preventivo de plagas y enfermedades se le aplicó el hongo Trichoderma spp incorporado en el sustrato previo a la siembra a razón de 1 Kilogramo de producto por cada 50 bandejas, y 5 días antes del trasplante, a las plantas se les atomizó con Confidor 70 WG (Imidacloprid) (Bayer, Alemania) a una dosis 0,5 gramos por litro de agua. Una vez que las plántulas estuvieron listas para el trasplante, se transportaron para los respectivos invernaderos y se procedió a la siembra. El trasplante se realizó en contenedores plásticos o macetas de 10 litros de capacidad, con unas dimensiones de 23 cms de alto y un diámetro medio de 22 cms, cada contenedor se llenó con el sustrato elegido que fue arena de río lavada, antes del llenado de los contenedores el sustrato se esterilizó con agua caliente y se le realizó un análisis de retención de humedad. Para cada localidad se utilizó la arena de un río cercano, para el caso de la localidad de San Blas de Carrillo se utilizó arena del río Tempisque (Guanacaste, Costa Rica), y para las otras dos localidades se utilizó arena del río San Carlos (San Carlos, Costa Rica), las características físicas obtenidas con los análisis se resumen en el Cuadro 1 del anexo. Se trasplantó una plántula por contenedor, el trasplante se realizó en horas de la mañana, y se aplicó riego por goteo con solución hidropónica, cada contenedor cuenta con cuatro goteros para la aplicación de la solución hidropónica con un caudal de 2 litros por hora cada uno, la frecuencia de riego se mantuvo en 9 riegos al día con duraciones que variaron entre 2 y 5 minutos cada riego según la etapa de desarrollo del cultivo. El manejo de la biomasa del cultivo, consistió en el tutorado de las plantas y poda de brotes nuevos, en cuanto al tutorado se asignaron dos cuerdas por planta atadas a un cable principal, cada una de las cuerdas ataba una de las ramas o guías principales que se seleccionaron por planta. Los brotes laterales se empiezan a eliminar desde el momento de su aparición, dejando únicamente como guías de crecimiento dos tallos que se seleccionaron en el momento en que las plantas manifiestan su dicotomía, de manera que cada planta consta de dos guías de crecimiento verticales atadas a una cuerda que se ajustan conforme las plantas crecen. Los contenedores se distribuyeron en los invernaderos en hileras de 9 metros de largo, con una distancia entre contenedores de 0,4 metros y una distancia entre hileras de 1,5 metros, que corresponde a una densidad de siembra de 16 665 plantas por hectárea. Cada hilera de plantas cuenta con dos filas de manguera de riego por goteo de 4 goteros por contenedor y una descarga total de 2 litros por hora para cada contenedor. 4.10 Manejo del riego y nutrición El sistema elegido de cultivo fue tipo hidropónico abierto con uso de contenedores con sustrato, como ya se mencionó anteriormente el sustrato utilizado fue arena de río. Debido a que se trata de un sustrato con baja retención de agua, es que se llevaron a cabo durante el día nueve riegos, estos riegos se programaron con el uso de un temporizador (Nelson timer, USA)

de cuatro zonas o regiones de riego, el programa base de riego para las tres regiones se describe a continuación en el Cuadro 8. Cuadro 8. Programa de riego para tomate en sistema hidropónico abierto (2007-2009).

Tiempo de riego en minutos Horas del día 7:30 8:30 9:30 10:30 11:30 12:30 1:30 2:30 3:30 0-2meses 2 2 2 3 3 3 3 3 3 2-4 meses 4 4 4 5 5 5 6 6 6 4-6 meses 4 4 4 6 6 6 6 6 6 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ La solución nutritiva que se aplicó incluyó elementos mayores y menores, se utilizaron fuentes solubles de fertilizantes, y se varió la conductividad eléctrica de la solución final según la edad del cultivo, ya que conforme crece este se hace necesario suplir más nutrientes y manejar el desarrollo de los frutos. La descripción de la solución utilizada se describe en el Cuadro 9 Cuadro 9: Solución hidropónica completa utilizada para el cultivo de tomate en invernadero para mil litros de solución según edad de cultivo y conductividad eléctrica (mS/cm).

Fuente fertilizante 0-2 meses (1,5 mS/cm)

2-4 meses (2 mS/cm)

4-6 meses (2,5 mS/cm)

Nitrato de Calcio, Ca(NO3)2 Nitrato de Potasio, KNO3 Sulfato de Magnesio, MgSO4 Ácido fosfórico, H3PO4 EDTA Fe EDTA Mn EDTA Cu Sulfato de Zinc Ácido bórico

460 grs 242 grs 356 grs 65 mL 10 grs 2.6 grs 1.5 grs 1 grs

1.2 grs

614 grs 323 grs 475 grs 86 mL

12.5 grs 3.5 grs 2 grs

1.25 grs 1.5 grs

767 grs 404 grs 594 grs 108 mL 17 grs 4.4 grs 2.5 grs 1.6 grs 1.9 grs

Fuente: Diplomado internacional en horticultura protegida, Universidad Autónoma de Chapingo, México, 2005 (Anexo 2) modificado por Ramírez (2007). 4.11 Manejo de plagas y enfermedades: Las plagas y enfermedades se manejaron utilizando control biológico y químico cuando fue necesario, en todos los invernadero se usaron de manera preventiva aplicaciones inundativas de algunos hongos antagonistas, tal es el caso de Trichoderma spp, que se aplicó al sustrato en el momento del trasplante a una dosis de 5 gramos de hongo cultivado en arroz por cada litro de líquido, se aplicó en mezcla con la solución hidropónica y el insecticida sistémico

Imidacloprid (Confidor© 70 WG) para prevenir problemas de áfidos (Myzus persicae)y mosca blanca (Bemisia tabaci). También se aplicaron en forma foliar los hongos Peaecelomyces spp y Metarrhizium spp a dosis de 5 gramos por litro. En todos los invernaderos se presentó el ácaro Aculops lycopersyci, éste se controló con aplicaciones de Abamectina (Vertimec©) a razón de 1 mililitro por litro de agua asperjado al follaje, y en el caso del invernadero de Zarcero se aplicó en forma preventiva para control de Phythophtora infestans el fungicida Metalaxil en mezcla con Mancozeb (Ridomil MZ©). El hongo Botrytis cinérea se presentó asociado a las flores en todas las localidades, este fue controlado exitosamente con aplicaciones alternadas de Trichoderma spp. en forma foliar (dosis de 5 grs de hongo cultivado en arroz por cada litro de líquido) y el fungicida químico Sportak© (Bayer, Alemania) a dosis de 3 mililitros por litro de agua. 5 Resultados y Discusión Realizados los tres ensayos, se obtuvo mucha información a partir de las 19 variables que se evaluaron en cada uno, debido a la posibilidad de obtener información redundante, se llevó a cabo un análisis de correlación entre las variables, resultando entre muchas de ellas un alto nivel de correlación tal como se puede apreciar en el Cuadro 10, se presenta además el nivel de significancia. Cuadro 10. Correlaciones ordenadas por significancia entre diecinueve mediciones de desarrollo fisiológico de tres genotipos de tomates evaluadas en tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007-2009). Variable por Variable Correlación Significancia Diagrama de Correlación Kg/m2 Grs/Pl 1.0000 0.0000*

Fl/Rac Rac/Pl -0.9696 <.0001*

PSV PST 0.9689 <.0001*

Fl/Rac Fl/pL 0.9469 0.0001*

PSV PSTLL 0.9264 0.0003*

IAF Fl/pL 0.9108 0.0006*

Fr/Rac Fl/pL 0.9020 0.0009*

IAF H/Pl 0.8857 0.0015*

PSFr PSF 0.8742 0.0021*

IAF Fl/Rac 0.8624 0.0028*

Fl/pL H/Pl 0.8605 0.0029*

Fl/pL Rac/Pl -0.8590 0.0030*

PSV PSR 0.8556 0.0033*

IAF Fr/Rac 0.8542 0.0034*

Fr/Rac Fl/Rac 0.8530 0.0035*

Grosor PSR -0.8438 0.0042*

AltPlant PSFr 0.8266 0.0060*

Fr/Rac PSTLL 0.8246 0.0062*

Fl/Rac H/Pl 0.8243 0.0063*

PSR PSTLL 0.8190 0.0069*

Variable por Variable Correlación Significancia Diagrama de Correlación PSTLL PST 0.8171 0.0072*

Fl/pL PSTLL 0.7963 0.0102*

Fr/Rac H/Pl 0.7962 0.0102*

PSR PST 0.7869 0.0119*

H/Pl PSV 0.7855 0.0121*

IAF PSV 0.7760 0.0140*

H/Pl PSTLL 0.7751 0.0141*

H/Pl PSR 0.7747 0.0142*

IAF PST 0.7741 0.0143*

IAF Rac/Pl -0.7717 0.0148*

Fr/Rac Rac/Pl -0.7533 0.0191*

Fr/Rac Fr/pL 0.7471 0.0207*

Veg/Frut PSF -0.7457 0.0211*

Fl/pL PSV 0.7384 0.0231*

Fr/Rac PSV 0.7370 0.0235*

IAF PSTLL 0.7364 0.0237*

Rac/Pl H/Pl -0.7305 0.0254*

Veg/Frut PSFr -0.7259 0.0268*

Grosor Veg/Frut -0.7175 0.0295*

Fl/Rac PSTLL 0.7115 0.0316*

H/Pl PST 0.7111 0.0317*

Fr/pL PSV 0.6963 0.0372*

Kg/m2 Fr/pL 0.6949 0.0377*

Grs/Pl Fr/pL 0.6949 0.0377*

Fr/pL PST 0.6926 0.0386*

Fr/pL PSTLL 0.6726 0.0471*

PFrut Fr/pL -0.6690 0.0488*

Fl/pL PST 0.6669 0.0498*

Grosor PSV -0.6574 0.0543

Fr/Rac PST 0.6572 0.0544

Veg/Frut PSTLL 0.6493 0.0584

H/Pl Grosor -0.6421 0.0622

AltPlant PST 0.6389 0.0640

IAF AltPlant 0.6384 0.0643

Fl/Rac PSV 0.6380 0.0645

Grosor PSTLL -0.6289 0.0696

Veg/Frut PSR 0.6201 0.0748

IAF PSR 0.5989 0.0883

Rac/Pl PSTLL -0.5741 0.1060

PFrut Fr/Rac -0.5735 0.1064

Kg/m2 PST 0.5735 0.1064

Grs/Pl PST 0.5735 0.1064

Fr/pL PSR 0.5699 0.1091

Kg/m2 PSV 0.5671 0.1113

Grs/Pl PSV 0.5671 0.1113

AltPlant PSF 0.5560 0.1201

Fl/Rac PST 0.5541 0.1216

IAF Fr/pL 0.5538 0.1218

Fl/pL PSR 0.5477 0.1269

Fr/Rac PSR 0.5466 0.1278

Grosor PST -0.5437 0.1303

Grs/Pl PSTLL 0.5417 0.1320

Kg/m2 PSTLL 0.5417 0.1320

IAF PFrut -0.5103 0.1604

PFrut PSR -0.5043 0.1662

Fr/pL H/Pl 0.4990 0.1715

PFrut H/Pl -0.4955 0.1750

Fr/pL Fl/pL 0.4921 0.1785

H/Pl Veg/Frut 0.4854 0.1853

AltPlant PSV 0.4699 0.2019

Fl/Rac PSR 0.4632 0.2092

Variable por Variable Correlación Significancia Diagrama de Correlación PSFr PST 0.4625 0.2100

AltPlant Veg/Frut -0.4613 0.2113

Rac/Pl PSV -0.4590 0.2140

Fl/Rac Veg/Frut 0.4438 0.2315

Kg/m2 Fr/Rac 0.4412 0.2346

Grs/Pl Fr/Rac 0.4412 0.2346

Rac/Pl Veg/Frut -0.4310 0.2468

Veg/Frut PSV 0.4282 0.2502

Fl/pL AltPlant 0.4070 0.2769

Fl/pL Veg/Frut 0.4026 0.2827

PFrut Fl/pL -0.4007 0.2851

Fr/Rac Veg/Frut 0.3938 0.2944

PFrut PST -0.3803 0.3127

Rac/Pl PST -0.3640 0.3355

PFrut PSV -0.3611 0.3397

PFrut Fl/Rac -0.3502 0.3556

PFrut PSTLL -0.3383 0.3733

H/Pl AltPlant 0.3379 0.3738

Fl/Rac Fr/pL 0.3250 0.3935

Rac/Pl PSR -0.3213 0.3993

PSTLL PSF -0.3118 0.4141

Fr/pL AltPlant 0.3101 0.4167

IAF Grosor -0.3084 0.4194

Fl/Rac Grosor -0.2957 0.4398

Fl/pL Grosor -0.2952 0.4406

Rac/Pl PSF 0.2872 0.4537

PFrut AltPlant -0.2851 0.4572

Fr/Rac Grosor -0.2782 0.4686

PFrut Rac/Pl 0.2755 0.4731

Fl/Rac AltPlant 0.2749 0.4740

Fr/Rac AltPlant 0.2705 0.4815

AltPlant PSR 0.2681 0.4856

IAF PSFr 0.2662 0.4888

PSF PST 0.2639 0.4927

Fr/pL Grosor -0.2581 0.5025

Fr/Rac PSF -0.2492 0.5179

Grs/Pl Fl/pL 0.2484 0.5192

Kg/m2 Fl/pL 0.2484 0.5192

AltPlant PSTLL 0.2474 0.5211

IAF Grs/Pl 0.2428 0.5291

IAF Kg/m2 0.2428 0.5291

PSFr PSV 0.2286 0.5541

Fr/pL PSFr 0.2274 0.5562

Grs/Pl PSFr 0.2197 0.5700

Kg/m2 PSFr 0.2197 0.5700

Rac/Pl PSFr 0.2105 0.5866

Grs/Pl PSR 0.2104 0.5868

Kg/m2 PSR 0.2104 0.5868

Grs/Pl AltPlant 0.2099 0.5878

Kg/m2 AltPlant 0.2099 0.5878

Grosor PSFr 0.2096 0.5883

Veg/Frut PST 0.2053 0.5962

Rac/Pl Grosor 0.2042 0.5982

Fl/Rac PSF -0.2040 0.5986

PFrut PSFr -0.2018 0.6026

Grosor PSF 0.1985 0.6087

Fl/pL PSF -0.1787 0.6455

IAF Veg/Frut 0.1784 0.6461

Rac/Pl AltPlant -0.1698 0.6623

Grs/Pl PSF 0.1650 0.6713

Kg/m2 PSF 0.1650 0.6713

Variable por Variable Correlación Significancia Diagrama de Correlación H/Pl PSF -0.1426 0.7144

Fr/pL Rac/Pl -0.1403 0.7188

Fr/pL Veg/Frut 0.1380 0.7233

PFrut Grosor 0.1253 0.7480

PFrut PSF 0.1182 0.7619

PSFr PSTLL -0.1064 0.7854

Grosor AltPlant 0.1060 0.7861

Fl/Rac PSFr -0.1049 0.7883

Grs/Pl Fl/Rac 0.0996 0.7988

Kg/m2 Fl/Rac 0.0996 0.7988

Grs/Pl Grosor -0.0985 0.8009

Kg/m2 Grosor -0.0985 0.8009

Grs/Pl H/Pl 0.0966 0.8046

Kg/m2 H/Pl 0.0966 0.8046

PFrut Veg/Frut -0.0926 0.8128

Grs/Pl Rac/Pl 0.0687 0.8606

Kg/m2 Rac/Pl 0.0687 0.8606

Fr/Rac PSFr -0.0562 0.8859

PSV PSF 0.0466 0.9052

Pfrut Grs/Pl 0.0379 0.9229

Kg/m2 PFrut 0.0379 0.9229

IAF PSF 0.0364 0.9259

PSFr PSR 0.0316 0.9356

Fl/pL PSFr -0.0236 0.9519

Fr/pL PSF -0.0165 0.9665

H/Pl PSFr -0.0127 0.9742

Grs/Pl Veg/Frut 0.0032 0.9935

Kg/m2 Veg/Frut 0.0032 0.9935

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -número de correlaciones= n(n-1) = 19 x 18 = 342

En el Cuadro 11 se muestran las estadísticas univariadas para las 19 variables evaluadas, se pueden observar diferencias entre las magnitudes de estas, debido en mucho a la diversidad de unidades de medida utilizadas para cada una, y que se mantienen cuando se llevan a cabo análisis univariados. Se obtuvo una alta correlación entre la mayoría de las variables, algunas de ellas como los kilogramos de frutos por metro cuadrado (Kg/m2) y gramos de frutos por planta (g/Pl) son derivadas una de otra y por tal razón presentan una correlación de 1, sin embargo otras variables como las flores por racimo (Fl/Rac) y los racimos por planta (Rac/Pl) están muy correlacionadas inversamente (-0.9696), o sea que mientras hay más racimos por planta hay menos flores por racimo y viceversa, esta situación puede explicarse desde el punto de vista de la relación entre las fracciones de materia seca de la planta que implica competencia por asimilados fotosintéticos (Villalobos-Rodríguez et al. 2001). Podría decirse que la planta no soporta muchos racimos con muchos frutos, y que por eso, si hay muchos racimos estos tendrían pocos frutos y viceversa. la correlación entre frutos por racimo (Fr/Rac) y flores por planta (Fl/Pl) es bastante alta de manera positiva (0.90) y también entre frutos por racimo (Fr/Rac) y flores por racimo (Fl/Rac), esta alta correlación entre flores y frutos, no implica necesariamente una alta tasa de amarre de frutos por una polinización muy

eficiente, sino que hay una relación directa entre número de flores y frutos, siendo los frutos producto de la polinización de las flores, es lógico pensar que el número de frutos está ligado directamente a las flores, ya que se trata de una transformación en la estructura floral. Cuadro 11. Estadísticas univariadas para diecinueve mediciones de desarrollo fisiológico de tres genotipos de tomate evaluadas en tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007-2009).

Variable Media Desviación Estandard

Sumatoria Mínimos Máximos

PST PSF PSTLL PSR PSV PSFr Veg/Frut AltPlant Grosor H/Pl Rac/Pl Fl/pl Fr/pl Fl/Rac Fr/Rac Grs/Pl PFrut Kg/m2 IAF

417,76 158,30 167,84 40,11 366,25 51,59 9,28 206,73 1,53 32,01 11,62 45,58 44,95 4,67 4,38 6585,27 160,25 8,23 1,98

101,22 32,84 78,23 21,20 92,14 25,91 6,58 45,77 0,10 6,53 4,44 12,82 14,27 2,20 1,86 1409,09 44,59 1,76 0,49

3759,88 1424,74 1510,58 360,98 3296,30 464,28 83,54 1860,60 13,74 288,10 104,60 410,20 404,60 42,04 39,41 59267,4 1442,23 74,08 17,79

222,0 113,20 44,02 15,14 185,22 18,46 4,54 164,80 1,36 22,60 7,40 28,00 26,40 1,60 1,59 4600,5 114,90 5,75 1,32

559,0 202,4 269,80 72,40 476,0 84,80 22,97 297,20 1,68 43,40 19,00 58,20 64,20 6,40 6,80 8302,50 265,84 10,38 2,65

-nombres completos de las variables se encuentran en el cuadro 7

En este experimento no se realizó poda de flores ni de racimos por lo que no hubo influencia de manejo sobre el número de estas estructuras; al comparar el índice de área foliar (IAF) con las flores por racimo (Fl/Rac) y los frutos por racimo (Fr/Rac), se encontraron altas correlaciones (0.86 y 0.85, respectivamente), lo que significa que mientras mayor sea el área foliar la planta es capaz de soportar una mayor carga de sumideros (flores y frutos), si se compara además el peso seco de frutos (PSFr) con el peso seco de follaje (PSF), se encontró también una alta correlación (0,8742), esta correlación explica mejor la dependencia que existe entre el sumidero (frutos) y la fuente (hojas) en términos de su fracción de materia seca, es necesario que exista una fuente lo suficiente alta en términos de materia seca para poder soportar a un sumidero demandante de asimilados, si bien la fuerza del sumidero puede ser influenciada por la temperatura siempre va a haber una dependencia del sumidero con el tamaño de la fuente (Castilla, 2004), sin embargo el peso seco vegetativo (PSV) tiene una correlación baja (0.22) con el peso seco de frutos (PSFr), la fracción de peso seco vegetativo incluye la suma de todas las partes de la planta excepto los frutos, y al no presentar una alta correlación se supone que el

follaje corresponde a la mayor fuente de asimilados para los frutos y no así las otras partes vegetativas de la planta, esto se puede explicar porque la traslocación de los asimilados de la fuente hacia el sumidero se da hacia los órganos más cercanos, en este caso de las hojas hacia los frutos (Wardlaw, 1968 citado por Castilla, 2004). Si bien la materia seca de la parte vegetativa se puede manipular a través del manejo de la biomasa de la planta en miras a favorecer los sumideros productivos (Rodríguez-Fuentes et al, 2006), la relación entre la materia seca productiva y la total, conocida como Índice de Cosecha, podría estar determinada genéticamente, sin embargo al realizar podas y deshijas, se aumenta el índice de cosecha y también la fuerza de sumidero Marschner (1995) citado por Villalobos-Rodríguez et al (2001). Esta práctica es común en el cultivo de tomate para favorecer la traslocación de asimilados a los frutos y mejorar el rendimiento (Castellanos, 2009), si se considera de nuevo la alta correlación obtenida entre peso seco del follaje y peso seco de frutos, se podría decir que de alguna manera la materia seca productiva se ve favorecida a partir de la materia seca del follaje al eliminar sumideros no productivos, aunque algunos autores como Martínez et al (2001) obtuvieron mejores rendimientos en plantas de tomate cuando podaron hojas que cuando no lo hicieron, Sandri et al (2002) obtuvo una relación directa entre el número de hojas y de frutos por metro cuadrado en tomate usando diferentes densidades de cultivo, lo que no fue tan relevante en el experimento, cuando se correlacionó el número de hojas por planta (H/Pl) con el número de frutos por planta (Fr/Pl) (0.499). Con base en la matriz de correlaciones se hizo un análisis de componentes principales, donde las variables se estandarizan obteniendo una varianza máxima de 1, de manera que la varianza total en los resultados del experimento sea igual al número total de variables (Cuadro 7), en este caso de 19. Cada componente va a poseer un valor que corresponde a la varianza que explican las variables de éste, tal valor se denomina Eigenvalue, en el Cuadro 12 se muestran esos valores que explican la varianza para ocho componentes principales; siempre el primer componente es el que explica la mayor variabilidad, el segundo explica la que no se explicó en el primero, y su Eigenvalue va disminuyendo suscesivamente para el resto de los componentes, también se muestra el porcentaje acumulado de la variabilidad explicada por los componentes. Cada uno de los componentes principales es independiente porque no están correlacionados entre sí, agrupa las variables que tienen relación, según Rodríguez-Cano (sf) estas variables agrupadas en cada componente ayudan a interpretar la información contenida y a darle significado. No solo cada componente reúne a un grupo de variables correlacionadas, sino que es posible elegir una(s) variable(s) representativas de cada componente, tomando en cuenta que su peso sea alto en el componente elegido y bajo en los otros componentes.

Cuadro 12. Proporción de la varianza explicada por ocho componentes principales para diecinueve variables de respuesta para tres hábitos de crecimiento de tomate en tres localidades. Componente principal

Eigenvalue Porcentaje Porcentaje acumulado

1 2 3 4 5 6 7 8

9.4734 3.8364 2.3721 1.5596 1.1642 0.3576 0.1674 0.0692

49.860 20.192 12.485 8.209 6.127 1.882 0.881 0.364

49.860 70.052 82.537 90.745 96.873 98.755 99.636 100.000

El análisis de componentes principales tiene como objetivo reducir la dimensión de la variabilidad perdiendo la menor cantidad posible, cada componente es una combinación lineal de las variables originales estandarizadas (Rodríguez-Rojas 2009), y la varianza de las variables que es explicada a través del Eigenvalue nos indica el nivel de contribución que el componente tiene a la variabilidad. En este caso los dos primeros componentes explican el 70,052 % de la variabilidad, se podrían seleccionar hasta cinco componentes con Eigenvalues iguales o superiores a 1, ya que no es recomendable seleccionar componentes con valores inferiores a la varianza de una variable, sin embargo, según Rodríguez-Cano (sf), es importante explicar el máximo de variabilidiad con un mínimo de componentes en busca de lo que se denomina como “parsinomía”, por lo que es suficiente seleccionar únicamente los dos primeros componentes principales dado que explican un alto porcentaje de la variabilidad. Para cada uno de los componentes principales, las variables que los componen tienen un peso o magnitud dentro de cada uno de ellos, también llamado coeficiente, y definen en cierta medida al componente y le dan su significado, ese valor o magnitud es denominado “Eigenvector”, estos valores se presentan para los dos primeros componentes principales en el Cuadro 13.

Cuadro 13. Eigenvectors para las variables de repuesta de los componentes uno y dos para tres genotipos de tomate en tres localidades.

Variable Componente 1 (CP1) Componente 2 (CP2)

PST PSF PSTLL PSR PSV PSFr Veg/Frut AltPlant Grosor H/Pl Rac/Pl Fl/pl Fr/pl Fl/Rac Fr/Rac Grs/Pl PFrut Kg/m2 IAF

0.28444* -0.04261 0.30576* 0.26259 0.30484* 0.02682 0.15573 0.13600 -0.18267 0.29238* -0.22010 0.29020* 0.23387 0.26596 0.29496* 0.14340 -0.16751 0.14340 0.29207*

0.19723 0.43273* -0.06593 -0.06366 0.08361 0.47512* -0.40254 0.36813* 0.17286 -0.08929 0.18491 -0.05528 0.16011 -0.12197 -0.03473 0.23736* -0.03026 0.23736* 0.06888

*valores con mayor peso seleccionados para describir al componente

Las siete variables con mayor valor de Eigenvector asociado al componente principal 1 (CP1) son: peso seco de tallos (PSTLL), peso seco vegetativo (PSV), número de hojas por planta (H/Pl), índice de área foliar (IAF), número de frutos por racimo (Fr/Rac), flores por planta (Fl/Pl) y peso seco total (PST), esta última es una variable que se obtiene de la sumatoria de los pesos secos de las diferentes fracciones de la planta, éstas fueron seleccionadas como representativas del CP1 no solo por su valor de Eigenvector, sino también por el siginificado que éstas tienen desde el punto de vista de crecimiento de la planta, ya que representan medidas directas del crecimiento (Salisbury y Ross, 1994). Tanto los pesos secos de las diferentes fracciones y su totalidad, así como el número de órganos, reflejan a nivel fisiológico los cambios bioquímicos que se manifiestan como un aumento irreversible en tamaño de los organismos (Barraza et al 2004). Este componente principal 1, podría denominarse como el componente que explica el crecimiento del cultivo o componente del crecimiento del cultivo, debido a que representa el acúmulo de biomasa a través de su peso seco y el aumento en el número de órganos en la planta.

En el componente dos (CP2) las cinco variables de mayor magnitud son: peso seco de frutos (PSFr), peso seco del follaje (PSF), altura de planta (AltPlant), gramos de frutos cosechados por planta (grs/Pl) y kilogramos de frutos por metro cuadrado (Kg/m2). Éstas últimas dos variables están asociadas al rendimiento, así como el acúmulo de materia seca a nivel de frutos (PSFr) que es la variable de mayor peso en este componente, también hay dos variables importantes que son peso seco de follaje (PSF) y altura de planta (AltPlant), relacionadas con crecimiento y desarrollo del cultivo; pero sobretodo el peso seco del follaje (PSF) con la relación fuente/sumidero mencionada anteriormente, que es muy directa y/o paralela entre el tamaño de la fuente y el tamaño alcanzado por el sumidero, representado aquí como peso seco de frutos (PSFr), y que es el resultado de su habilidad competitiva de atraer asimilados fotosintéticos del follaje (Dogliotti, 2002) representado con la variable peso seco de follaje (PSF). Este componente 2 (CP2) tiene variables asociadas a la parte reproductiva como lo son las relacionadas a los frutos y al rendimiento, y también al crecimiento de la planta, por lo que sería un componente con un significado mixto, en el cual hay peso de las variables productivas y vegetativas asociadas al crecimiento, podemos decir que es un componente que representa al rendimiento, ya que se asocian variables que lo explican en función de la relación fuente/sumidero y producción por planta, y da significado al efecto que tiene el peso seco del follaje en el acúmulo de biomasa por los frutos. Considerando las variables con mayor peso en estos dos primeros componentes principales, queda en evidencia la importancia que tienen variables asociadas al acúmulo de materia seca y a la productividad del cultivo del tomate dentro de los resultados de este experimento, y toman importancia para efectos de evaluar crecimiento y productividad de un cultivo como el tomate. La variable peso seco total (PST), es una variable compuesta de la suma de las fracciones de materia seca de la planta; Heuvelink (1996) estudió la partición de la materia seca del cultivo de tomate a través de un modelo de simulación debido a la importancia que representa la relación existente entre el acúmulo de materia seca reproductiva con la vegetativa. Se puede apreciar como la variable que representa el acúmulo de materia seca de los frutos (PSFr) es de gran peso en el componente 2 y las de acúmulo de materia seca vegetativa, peso seco vegetativo (PSV) y peso seco de tallos (PSTLL) son de mayor importancia en el componente 1. Esta partición de la materia seca es importante para demostrar la eficiencia de la planta en distribuir sus asimilados producto de la fotosíntesis y que ha de manifestarse al final en la productividad del cultivo (Dogliotti, 2002). El peso seco del follaje (PSF) resultó ser más importante en el componente principal 2 que en el componente 1 donde tienen mayor peso las variables de materia seca vegetativa (PSTLL y PSV); siendo las hojas los principales órganos encargados de la fotosíntesis y acúmulo de sus productos, y conociendo la relación fuente/sumidero, se puede entender la estrecha relación del follaje con los frutos, y que es una relación directa con la productividad final del cultivo, Heuvelink (1995) encontró que del total de materia seca acumulada por planta de tomate bajo

invernadero, el 54-60 % era distribuida a los frutos, y que de esta más del 50% proviene de las hojas más que de los tallos o de otro órgano de la planta. A nivel de planta existen estructuras de crecimiento determinado e indeterminado, tenemos en el componente 1 el peso seco de tallos (PSTLL) que corresponden a estructuras de crecimiento indeterminado, en cambio las hojas y frutos corresponden a estructuras con un crecimiento determinado, o sea que alcanzan un cierto tamaño y luego senecen y mueren, en el caso de los tallos y las raíces corresponden a estructuras de crecimiento indeterminado ya que su crecimiento depende de la acción de un meristemo que tiene potencial de seguir creciendo (Salisbury y Ross, 1994), por esa razón es que el peso de tallos (PSTLL) que representa al componente 1 que ayuda a denominar a este componente como el componente del crecimiento, situación no asociada a las hojas o a los frutos por su crecimiento determinado, esto también explica la baja y negativa correlación entre peso seco de tallos (PSTLL) y peso seco de frutos (PSFr). ________________ CP1_________________ _________CP2______ * * * * * * * ** ** ** ** **

*variables con más peso en su eigenvector para PC1 **variables con más peso en su eigenvector para PC2

Figura 7. Conglomerado (“cluster”) de correlaciones de diecinueve variables evaluadas para tres hábitos de crecimiento de tomate en tres localidades bajo sistema de cultivo protegido (2007-2009). Las características con más peso en el Eigenvector asociadas con CP1 son: PST, PSV, PSTLL, Fr/Rac, H/Pl, Fl/Pl IAF, y para el CP2 son: PSF, PSFr, AltPlant, grs/Pl y Kg/m2, en el conglomerado o cluster de correlaciones entre las variables analizadas (Figura 7), las variables

del CP1 están relacionadas al crecimiento vegetativo, que es a la vez el crecimiento indeterminado de la planta, como lo es el aumento en la materia seca vegetativa (PST, PSV,PSTLL) y número de órganos por planta y el índice de área foliar (Salisbury y Ross, 1994). La alta correlación entre ellas mostrada a través del conglomerado (“cluster”), se debe a que algunas están contenidas dentro de otra como el caso de PST que incluye todos los pesos secos de las diferentes partes de la planta y el PSV que incluye los pesos secos de las fracciones vegetativas menos los frutos, el aumento en peso seco o acúmulo de materia seca de la planta se puede considerar como un aumento irreversible en tamaño, que se define como crecimiento asociado a una serie de cambios estructurales, de peso y de forma. En cambio para el CP2, el peso seco de frutos (PSFr), los gramos de frutos por planta (Grs/Pl) y kilogramos de frutos por metro cuadrado, se refieren a los órganos reproductivos de la planta que poseen un crecimiento determinado, el peso seco del follaje (PSF) y la altura de la planta (AltPlant), son variables de crecimiento que podrían considerarse de tipo indeterminado, sin embargo el PSF corresponde a una partición del peso seco que representa a la fuente que abastece de asimilados al sumidero representados por los frutos o bien su peso seco (PSFr), por lo que representa a una fracción ligada al rendimiento, por ser la que abastece a los frutos, el equilibrio entre ambas fracciones tiene una influencia significativa en la precocidad de la cosecha y el rendimiento final (Castellanos, 2009). En cuanto a la altura de la planta (AltPlant), podría considerarse una variable asociada al crecimiento indeterminado de la planta, pero muchas veces el crecimiento en altura de la planta es detenido por la acción del sumidero y su fuerza, que contrae el crecimiento en altura, sobretodo en cultivos de ciclo anual donde se concentra la cosecha en una fase terminal de su ciclo, ya que al aumentar la fuerza de sumidero, la mayoría de los asimilados son traslocados a los frutos deteniendo el crecimiento (Villalobos-Rodríguez et al, 2001; Castilla, 2004), la altura de la planta es una variable de crecimiento irreversible que se ve inhibida ante la acción del sumidero que representa la productividad. En síntesis y con base en lo explicado, se califica a los componentes principales 1 y 2, de la siguiente forma: el componente 1 (CP1) se denomina componente que describe el crecimiento de la planta cuya variable de mayor peso es PSTLL que representa un crecimiento indeterminado, y el componente 2 (CP2) corresponde al componente que describe el rendimiento cuya variable de mayor peso es PSFr que representa a las estructuras productivas con un crecimiento determinado. Borrego et al (2001), encontraron a través del uso de análisis de componentes principales, que en el cultivo de tomate en invernadero uno de los componentes principales se asociaba a las características del rendimiento, y otro a variables fisiológicas de crecimiento, que poseen similitud con los resultados descritos.

Figura 8. Factores de carga de cada una de las diecinueve variables para los componentes 1 y 2 evaluadas para tres hábitos de crecimiento de tomate en tres localidades bajo sistema de cultivo protegido (2007-2009). En la Figura 8 se presentan las posiciones de cada variable respecto a los componentes 1 y 2, los puntos de cada variable son la intersección de los factores de carga (“loadings”) de cada una de ellas para cada componente; como los componentes se relacionan entre sí de forma perpendicular u ortogonal, cada punto que representa a una variable genera un vector con una magnitud que refleja el peso de la variable y la dirección que indica el componente al cual representa. Se puede apreciar entonces a algunas variables como el PSFr que posee un factor de carga alto para CP2 y su vector correspondiente en la gráfica indica su magnitud y su afinidad hacia ese componente, ya que es casi paralelo a éste; igualmente para la variable PSTLL que corresponde a la variable con mayor peso en el componente 1, este vector resultante se orienta prácticamente paralelo al eje que representa al CP1. Como los componentes son

independientes entre sí y no correlacionados, su relación se representa en la figura 8 como dos ejes perpendiculares; para todas las variables evaluadas, los factores de carga de cada variable indican no solo la magnitud a través de la longitud del vector, sino que también su dirección, que indica si se trata de una magnitud negativa y si es representativa del componente por paralelismo a su eje respectivo. Las variables PSFr y PSTLL son las representativas de los componentes por tener su máximo Eigenvector, y por representar desde el punto de vista fisiológico dos modos de crecimiento de la planta, que son el indeterminado representado por el tallo y el determinado representado por un órgano reproductivo como lo son los frutos. La suma de cuadrados de los factores de carga (“loadings”) de un componente es la cantidad de varianza que explica el componente o sea su eigenvalue, los loadings o pesos son también llamados factores de carga, y existe una relación directa entre éstos y los eigenvectors para cada variable, dada por la ecuación:

factor de carga (loading) = eigenvector * eigenvalue ½

(Vicente-Villardón sf, y Rodríguez-Rojas,

2009). Identificadas las variables más representativas de los dos primeros componentes principales, y explicado su significado, se puede empezar a analizar el comportamiento de los tratamientos con los componentes seleccionados. Los tratamientos evaluados en este experimento son el producto de la interacción de tres genotipos en tres ambientes, como se trata de interacciones que influyen en la variabilidad del sistema es que también van a tener su peso dentro de los componentes principales, y ese peso o magnitud (Eigenvector) nos va a indicar que tan distinto es el comportamiento de cada genotipo según su ambiente y viceversa, de modo que se puede explicar la relación entre los genotipos y los ambientes. Los tratamientos evaluados en este experimento, corresponden a un factorial 3 x 3, donde interaccionaron tres localidades con tres genotipos de tomate con diferente hábito de crecimiento, para un total de nueve tratamientos, la relación entre estos tratamientos o interacciones y su posición respeto a los componentes principales 1 y 2, se muestran en la Figura 9.

Figura 9. Relación entre los componentes 1 (49,68% variabilidad) y 2 (20,2 % variabilidad) para tres genotipos de tomate y tres localidades bajo sistema de cultivo protegido (2007-2009). La Figura 9 muestra la posición de cada una de los tratamientos o interacciones dentro de cada uno de los componentes principales, cabe destacar que en el componente principal 1 (CP1) los tratamientos con mayor peso son los genotipos evaluados en la localidad de Zarcero, y de menor peso los evaluados en San Carlos, y muestran un comportamiento intermedio los genotipos evaluados en Guanacaste. Se puede apreciar también cierto nivel de agrupamiento por localidades, y que presentan valores similares para el componente 1 (CP1), esto evidencia un comportamiento diferencial entre genotipos iguales según el ambiente donde se desarrollaron; considerando que el componente 1 (CP1) se asoció a variables de crecimiento o acúmulo de materia sea vegetativa, principalmente el PSTLL, se podría decir que los genotipos se expresaron de manera distinta en su crecimiento ante la influencia de ambientes diferentes. Paez et al, (2000), encontraron diferencias en crecimiento y en distribución de la materia seca para el cultivar de tomate “Río Grande” cuando se cultivó en condiciones ambientales diferentes de luz y sombreo de las plantas, variables como el área foliar y la altura de plantas se vieron afectadas por la condición ambiental diferente, en este caso, un mismo genotipo presenta valores diferentes para al componente 1 (CP1) que hemos denominado componente del crecimiento. En el Cuadro 14 se presentan las diferencias encontradas para diferentes variables según factores de interacción, y se observa como el hábito de crecimiento, la localidad y la interacción presentan diferencias significativas para la variable PSTLL que es representativa del componente 1.

La significancia estadística de las variables más representativas de los componentes, se muestra también en el Cuadro 14, se observa como para muchas de las variables resultó significativa la interacción genotipo-ambiente, esta significancia de la interacción se observó también en la Figura 9 al mostrarse valores para los tratamientos muy distanciados entre sí dentro de un mismo componente. Cuadro 14. Significancia estadística para las variables con mayor peso en los componentes principales uno y dos según análisis de varianza (α=0,05) (2007-2009). Componente 1 (CP1) Componente 2 (CP2)

Fuente de variación

PSTLL PST PSV H/Pl Fr/Rac IAF PSF PSFr g/Pl Kg/m2 AltPlant

Hábito de crecimiento Localidad Hábito de crecimiento X Localidad

** ** ***

** NS ***

** ** ***

** ** ***

NS ** NS

NS ** NS

** NS NS

** NS ***

** ** ***

** ** ***

** ** ***

** y *** : presenta diferencias significativas, NS : no presenta diferencias significativas

El comportamiento diferencial en las variables asociadas al crecimiento del componente 1 según tratamientos, se puede apreciar en el Cuadro 15 (Tuckey α=0,05), y es claro como los datos mayores de tales variables son para los genotipos cultivados en Zarcero y los menores para los mismos cultivados en San Carlos, los genotipos están mostrando un comportamiento diferenciado según localidad para el componente 1 que representa el crecimiento. Cuadro 15. Diferencias entre medias (Tuckey α=0,05) para las variables con mayor peso en el componente principal uno (CP1) según tratamientos (2007-2009). Tratamientos PSTLL

(grs) PST (grs)

PSV (grs)

H/Pl Fr/Rac IAF

Gte-Det Gte-SemiDet Gte-Indet SC-Det SC-SemiDet SC-Indet Zar-Det Zar-Semidet Zar-Indet

246.8a 119.3c 136.16c 44.02d 105.12c 136.16c 269.8a 196.6b 256.6a

441.6bc 339.7d 470.5bc 221.7e 338.9d 470.5bc 489.2b 429.6c 558.8ª

423.2ab 298.42c 385.72b 185.22d 296.62c 385.72b 463.2a 382.2b 476a

34bc 31.5c 38b 22.6e 25de 27d 43.4a 31.6c 35bc

4.6bcde 4.4e 4.2cde 2.2de 1.6e 3.0abcd 6.8a 6.6ab 6.0abc

1.90bcd 2.01abcd 2.43ab 1.32d 1.34d 1.56cd 2.47ab 2.12abc 2.65a

*Letras iguales no muestran diferencias significativas entre tratamientos para cada variable

Las diferencias para las variables según componente y tratamiento, se muestran en los cuadros 15 y 16, muchos de los datos ponen en evidencia lo demostrado a través del análisis de componentes principales, con el que se demostró una fuerte interacción genotipo y ambiente, y son claras las diferencias y similitudes entre los tratamientos según las variables de respuesta de cada componente. Cuadro 16. Diferencias entre medias (Tuckey α=0,05) para las variables con mayor peso en el componente principal dos (CP2) según tratamientos (2007-2009).

Tratamientos PSF (grs)

PSFr (grs)

Grs/Pl Kg/m2 AltPlant (cms)

Gte-Det Gte-SemiDet Gte-Indet SC-Det SC-SemiDet SC-Indet Zar-Det Zar-Semidet Zar-Indet

113.2d 160.84bc 202.4a 126.06cd 172.44c 202.4c 121d 160bc 166.4ab

38.46c 41.26bc 84.8a 36.5c 42.26bc 84.8a 26d 47.4b 82.8a

5970.6cd 5827.2d 4649.7e 4600.5e 6964.8bc 7725.6ab 7005.3bc 8221.2a 8302.5ª

7.46cd 7.28d 5.81e 5.75e 8.71bc 9.66ab 8.76bc 10.28a 10.38ª

164.8e 176.2de 270b 177de 183.6de 207.4c 187.8cd 196.6cd 297.2ª

*Letras iguales no muestran diferencias significativas entre tratamientos para cada variable En el Cuadro 17 se muestran los datos climáticos dentro de los invernaderos para las localidades durante el período de estudio, y se ven claras diferencias en temperaturas y luminosidad entre localidades como Zarcero y San Carlos; se sabe que la temperatura influye en la tasa de crecimiento en tomate, que es considerada una planta termoperiódica o termosensible, las temperaturas altas superiores a 35 C, afectan el crecimiento de la planta provocando tallos delgados y hojas más pequeñas, además de afectar el desarrollo de los racimos (Gil-Vázquez et al. 2003). En la localidad de San Carlos y Guanacaste se presentaron temperaturas altas, que pudieron haber afectado el crecimiento de tallos y estructuras vegetativas de las plantas, y reflejarse en las variables representativas del componente 1 que es el que describe el crecimiento, el distanciamiento entre genotipos para el componente 1, se da más en el genotipo de hábito determinado que en el de hábito indeterminado, que muestra cierto grado de agrupamiento como genotipo. El hábito de Crecimiento Indeterminado en tomate corresponde a una planta que mantiene un crecimiento sostenido durante su ciclo de vida, y su producción se presenta escalonadamente y no concentrada como en los genotipos de hábito determinado que detienen su crecimiento en ese momento (Benton-Jones 2008 y Castellanos 2009), este comportamiento natural de las plantas de tomate indeterminadas podría explicar el poco distanciamiento que tiene este genotipo en las diferentes localidades respecto al genotipo de hábito determinado, que

muestra un distanciamiento amplio según localidad y se evidencia en los datos mostrados para las variables del componente 1 en el Cuadro 14, Santiago et al (1998), habían evaluado genotipos de tomate de tipo determinado en invernadero, obteniendo entre ellos diferencias en productividad y fotosíntesis, pese a tener el mismo hábito de crecimiento. El genotipo de hábito de Crecimiento Indeterminado fue el que mostró mayor peso dentro del componente 2, seguido del hábito Semideterminado y con menor influencia el hábito Determinado, este último presenta valores negativos pero no tan distanciados entre sí para el componente 2 como con el componente 1. El componente 2 es el asociado a las variables que representan la productividad, y es el genotipo de hábito Indeterminado el que más aporta a este componente, y esto es coincidente con un mayor PSFr respecto a los otros hábitos de crecimiento (Cuadros 13 y 15). La localidad más productiva fue Zarcero con los mayores valores de cosecha total por planta para todos los genotipos respecto a las otras localidades, y fue el genotipo indeterminado el que presentó mayor PSFr, este podría tener asocio con la cantidad de frutos por planta o por racimo, sin embargo los frutos por racimo (Fr/Rac) presentó una correlación baja (-0,05) con respecto a PSFr (Cuadro 10), y fue una variable del componente 1 que mostró diferencias significativas según localidad solamente (Cuadros 14 y 15). Para el componente 2, la variable AltPlant tiene un alto peso, y es una característica asociada al hábito de crecimiento, y es el hábito indeterminado el que muestra valores altos en este componente, y es típico que este genotipo que sea más alto que los determinados o semideterminados (Cuadro 15), el comportamiento típico en la altura de la planta asociada al hábito de crecimiento queda en evidencia en la distribución y agrupamiento de las interacciones en el componente 2 mostradas en la Figura 9. A pesar de que el experimento se realizó en invernaderos, se encontraron fuertes interacciones entre genotipos y ambientes, esto significa que los genotipos tienen una adaptación muy específica a las diferentes zonas agroecológicas o localidades, Borrego et al (2001) y Santiago et al (1998) encontraron diferencias importantes en producción entre genotipos evaluados bajo invernadero, representando para ellos una clara adaptación de algunos a sus condiciones de evaluación. Pese a que se cultivó en un sistema de tipo hidropónico y que los invernaderos son estructuralmente similares, las diferencias climáticas dentro del invernadero según localidad son claras, en el Cuadro 17 se pueden observar esos datos, por ejemplo la temperatura mínima promedio, fue más baja en el invernadero de Zarcero, donde también se obtuvo una integral térmica menor como consecuencia de lo mismo, aunque las humedades relativas son bastante similares, si se ven diferencias en el promedio de luminosidad, siendo menor en Zarcero, localidad donde son comunes los días nublados que influyen en la radiación incidente sobre las plantas y dentro del invernadero.

Cuadro 17. Comportamiento de variables climáticas internas de los invernaderos, para tres localidades de Costa Rica durante el período de estudio.

Localidad Temperatura promedio máxima

Temperatura promedio mínima

Humedad relativa promedio máxima

Humedad relativa promedio mínima

Integral térmica (grados día)

Luz promedio (luxes)

Guanacaste San Carlos Zarcero

37,28 C 38,09 C 35,90 C

22,64 C 21,71 C 12,34 C

87,48 % 88,17 % 87,48 %

48,02 % 40,66 % 48,02 %

9573 9502 7719

41888,89 30322,22 24481,11

Las tres localidades donde se llevaron a cabo los ensayos, pertenecen a zonas de vida distintas según Holdbridge (Figura 6), las diferencias mostradas entre tratamientos para los componentes seleccionados, también se mostraron para sus variables representativas, todas esas diferencias mostradas entre genotipos, dejan claro una influencia del ambiente en la manifestación de ciertas variables asociadas al crecimiento y a la producción de los híbridos de tomate. Estos híbridos representaron en el ensayo a tres hábitos de crecimiento distinto, siendo el crecimiento indeterminado uno de los que presentó mejores producciones, esto es coincidente por lo recomendado por muchos autores para uso a nivel de invernadero (Gil-Vázquez et al 2003; Rodríguez-Fuentes et al 2006), sin embargo en la zona de San Carlos, los genotipos determinado y semideterminado mostraron producciones similares al indeterminado, esto supone que la productividad es influenciada por la relación genotipo ambiente, y que para condiciones del trópico es posible utilizar genotipos determinados de tomate en invernadero con un comportamiento similar a los indeterminados. El manejo del cultivo también puede condicionar su productividad, las podas y deshijas llevadas a cabo por igual para todos los genotipos, varía la relación fuente/sumidero, porque al eliminar los brotes laterales se estimula el crecimiento de los frutos ante la falta de competencia por los asimilados fotosintéticos (Villalobos-Rodríguez 2001; Castilla 2004). Las variables de mayor interés para cualquier productor, son las relacionadas a la producción, en nuestro caso las variables de la productividad tuvieron peso en el componente 2, y se definió y caracterizó en esos términos, en el Cuadro 16 se muestran las productividades para los diferentes tratamientos, y fueron mayores en los genotipos sembrados en la zona de Zarcero, sin embargo los niveles de producción por planta oscilaron los 10 Kgs/m2 de fruta fresca, si se compara este dato con los reportados por Castilla (2005) de 18 Kg/m2 para España y de 58 Kg/m2 para Holanda, se estaría muy por debajo de ellos. Con los niveles de producción obtenidos, se podría decir que no son competitivos en el mercado bajo condiciones de competencia con Europa, pero en este experimento se utilizaron tres cultivares con características asociadas al hábito de crecimiento, y esto no significa que todos los cultivares con el mismo hábito de crecimiento van a tener un comportamiento similar bajo las condiciones de este experimento, debido en mucho a que los cultivares representan

genotipos diferentes que pueden tener adaptaciones distintas según localidad, además la técnica de cultivo protegido debe evaluarse con mayor rigor en el trópico en busca de ofrecer al cultivo las condiciones ambientales ideales para su desarrollo, de modo que permita explotar al máximo su potencial genético productivo.

6 Conclusiones

1-A través del análisis multivariado se identificaron dos componentes principales que explican cerca del 70% de la variabilidad total, el componente uno explica el crecimiento del cultivo y el segundo explica la productividad, para ambos componentes se identificaron las variables más significativas y/o representativas.

2-Las variables más significativas del componente uno que explica el crecimiento son peso seco de tallos (PSTLL) y peso seco total (PST) 3-Las variables más significativas del componente dos que explica la productividad son peso seco del follaje (PSF) y peso seco de frutos (PSFr), que explican la relación fuente-sumidero 4-Se encontraron diferencias entre tratamientos para los componentes principales y sus variables representativas 5-Se encontraron fuertes interacciones entre genotipos y ambientes, lo cual indica una adaptación específica de cada genotipo para las localidades seleccionadas 6-La varianza entre ambientes es más influenciada por el componente 1 que representa el crecimiento, y la varianza entre genotipos es más influenciada por el componente 2 que explica el rendimiento 7- En la localidad de Guanacaste el genotipo de hábito determinado mostró mayor producción que el hábito indeterminado, contrario a lo encontrado en la localidad de San Carlos y Zarcero, donde el indeterminado fue el de mayor producción.

7 Recomendaciones 1-Genotipos de tomate con hábito de crecimiento determinado deben ser evaluados dentro de sistema protegido en diferentes localidades del país, por ejemplo el resultado inesperado en Guanacaste donde la producción fue mayor en este genotipo 2-Realizar nuevos ensayos incluyendo más genotipos comerciales con diferente hábito de crecimiento diferente bajo el mismo sistema de cultivo, comparar la magnitud de varianza entre genotipos y hábitos de crecimiento, para saber cuál es el más importante 3-Incluir evaluaciones de tipo económico y de calidad de producto para genotipos promisorios

8 Literatura citada Altieri, M; Nichols, C: 2000. Agroecología teoría y práctica para una agricultura sustentable. Programa de las naciones Unidas para el Medio Ambiente, 1er. Edición, México. Astegiano, ED. ; Favaro, JC. y Bouzo, CA. 2001. Estimación del área foliar en distintos cultivares de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) utilizando medidas foliares lineales. Invest.Agr.:Prod.Prot.Veg. Vol. 16 No. 2 249-256 Barraza, F; Fischer, G y Cardona, C. 2004. Estudio del proceso de crecimiento del cultivo del tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) en el valle del Sinú medio, Colombia. Agronomía colombiana. Vol 22 No. 1 p 81-90 Bastida-Tapia, A y Ramírez-Arias, JA. 2002. Invernaderos en México diseño, construcción y manejo. Serie de publicaciones Agribot, Universidad Autónoma de Chapingo departamento de preparatoria agrícola. 163 p Benton Jones, J. 2008. Tomato Plant Culture in the field, Greenhouse, and Home Garden. CRC Press. EUA. 2da edición. 397 p Bertsch, F: 2006. El Recurso tierra en Costa Rica. Agronomía Costarricense 30(1):133-156

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5C3%25A1reas%2Bde%2Bvida%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DG%26tbs%3Disch:1&ei=uYcCTOmZN4KB8gaa8oyiDQ Vicente-Vilardon, JL. sf Análisis de componentes principales. Departamento de Estadística, Universidad de Salamanca. Villalobos-Rodríguez, E. 2001. Fisiología de la producción de los cultivos tropicales, procesos fisiológicos básicos. Fascículo I. Editorial de la Universidad de Costa Rica. 1era edición, San José, Costa Rica. 228p. Wittwer, SH y Castilla, N. 1995.Protected cultivation of horticultural crops worldwide. HortTechnology. Vol 5 No. 1 p 6-22 9 Anexos Anexo 1: Características físicas de dos tipos de arena utilizados como sustrato para cultivo hidropónico

Sustrato % fase sólida % retención de agua % espacio poroso

Arena del río Peñas Blancas, San Carlos

48 50 52

Arena del río Tempisque, Guanacaste

53 51 47

Anexo 2: Solución nutritiva completa utilizada para el cultivo de tomate en invernadero sistema hidropónico

Fuente fertilizante Cantidad a diluir en 1000 litros de solución

Nitrato de Calcio, Ca(NO3)2 Nitrato de Potasio, KNO3 Sulfato de Magnesio, MgSO4 Ácido fosfórico, H3PO4 EDTA Fe EDTA Mn EDTA Cu Sulfato de Zinc Ácido bórico

1228 grs 646 grs 950 grs 172 mL 25 grs 7 grs 4 grs 2.5 grs 3 grs

Fuente: Diplomado internacional en horticultura protegida, Universidad Autónoma de Chapingo, México, 2005.

Anexo 3: Análisis de variancia para la variable Peso seco de tallos Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 17847,53 15,5709 <,0001* Localidad 2 2 159654,96 139,2895 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 67310,63 29,3623 <,0001*

Anexo 4: Análisis de variancia para la variable Peso seco total Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 153319,93 105,6455 <,0001* Localidad 2 2 166127,27 114,4704 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 90676,54 31,2404 <,0001*

Anexo 5: Análisis de variancia para la variable Peso seco vegetativo Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 62682,39 45,6634 <,0001* Localidad 2 2 171826,04 125,1732 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 105098,26 38,2814 <,0001*

Anexo 6: Análisis de variancia para la variable hojas por planta Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 157,3444 20,1437 <,0001* Localidad 2 2 1183,6778 151,5377 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 367,6222 23,5320 <,0001*

Anexo 7: Análisis de variancia para la variable Frutos por racimo Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 0,84444 0,3757 0,6895 Localidad 2 2 132,31111 58,8631 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 6,22222 1,3841 0,2589

Anexo 8: Análisis de variancia para la variable Índice de área foliar Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F Hab Crec 2 2 1,2922711 5,3571 0,0092* Localidad 2 2 8,0197911 33,2462 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 0,3864889 0,8011 0,5325

Anexo 9: Análisis de variancia para la variable Peso seco de follaje

Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 37923,072 59,6136 <,0001* Localidad 2 2 2391,035 3,7586 0,0329* Hab Crec*Localidad 4 4 2832,036 2,2259 0,0855

Anexo 10: Análisis de variancia para la variable Peso seco de frutos Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 25913,925 668,9037 <,0001* Localidad 2 2 307,285 7,9318 0,0014* Hab Crec*Localidad 4 4 635,485 8,2017 <,0001*

Anexo 11: Análisis de variancia para la variable Gramos por planta Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 11968205 22,5177 <,0001* Localidad 2 2 42330032 79,6421 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 25122758 23,6337 <,0001*

Anexo 12: Análisis de variancia para la variable Kilogramos por planta Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 18,694653 22,5055 <,0001* Localidad 2 2 66,080253 79,5504 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 39,250333 23,6257 <,0001*

Anexo 13: Análisis de variancia para la variable Altura de planta Source Nparm DF Sum of Squares F Ratio Prob > F

Hab Crec 2 2 60196,933 308,9839 <,0001* Localidad 2 2 10965,733 56,2858 <,0001* Hab Crec*Localidad 4 4 12629,333 32,4125 <,0001*

Anexo 14: Resultados obtenidos para diecinueve mediciones de desarrollo fisiológico de tres genotipos de tomate evaluadas en tres zonas agroecológicas de Costa Rica (2007-2009). --------------------------------variables---------------------------------

Tratamiento Repetición PST PSF PSTLL PSR PSV PSFr Gte-Det 1 437,3 110 245 63 418 19,3 Gte-Det 2 439 115 244 62 421 18 Gte-Det 3 437 121 240 59 420 17 Gte-Det 4 440 109 250 62 421 19 Gte-Det 5 455 111 255 70 436 19

Gte-Semidet 1 342,4 175,2 105,6 19,3 300,1 42,3

Gte-Semidet 2 346 177 106 20 303 43

Gte-Semidet 3 332 170 104 18 292 40

Gte-Semidet 4 321 102 174 12 288 33

Gte-Semidet 5 357 180 107 22 309 48

Gte-Indet 1 459,6 199 133,8 44,8 377,6 82

Gte-Indet 2 462 200 134 45 379 83

Gte-Indet 3 466 201 135 46 382 84

Gte-Indet 4 471 202 136 48 386 85

Gte-Indet 5 494 210 142 52 404 90

Det-San Carlos 1 223,6 125,3 44,1 14,7 184,1 39,5

Det-San Carlos 2 226 126 45 15 186 40

Det-San Carlos 3 216 124 43 13 180 36

Det-San Carlos 4 214 125 42 15 182 32

Det-San Carlos 5 229 130 46 18 194 35

Semidet-San Carlos 1 342,4 175,2 105,6 19,3 300,1 42,3

Semidet-San Carlos 2 346 177 106 20 303 43

Semidet-San Carlos 3 332 170 104 18 292 40

Semidet-San Carlos 4 317 160 103 16 279 38

Semidet-San Carlos 5 357 180 107 22 309 48

Indet-San Carlos 1 459,6 199 133,8 44,8 377,6 82

Indet-San Carlos 2 462 200 134 45 379 83

Indet-San Carlos 3 466 201 135 46 382 84

Indet-San Carlos 4 471 202 136 48 386 85

Indet-San Carlos 5 494 210 142 52 404 90

Det-Zarcero 1 456 105 265 65 435 21

Det-Zarcero 2 458 110 254 69 433 25

Det-Zarcero 3 488 132 260 69 461 27

Det-Zarcero 4 483 106 270 79 455 28

Det-Zarcero 5 561 152 300 80 532 29

Semidet-Zarcero 1 389 120 210 18 348 41

Semidet-Zarcero 2 464 150 250 25 425 39

Semidet-Zarcero 3 482 160 245 28 433 49

Semidet-Zarcero 4 401 180 150 22 352 49

Semidet-Zarcero 5 412 190 128 35 353 59

Indet-Zarcero 1 499 152 223 42 417 82

Indet-Zarcero 2 524 152 250 39 441 83

Indet-Zarcero 3 594 150 300 69 519 75

Indet-Zarcero 4 569 180 250 50 480 89

Indet-Zarcero 5 608 198 260 65 523 85

Veg/Frut AltPlant Grosor H/Pl Rac/Pl Fl/Pl Fr/Pl Fl/Rac

21,66 158 1,2 33 8 48 40 6

23,39 168 1,3 32 8 56 48 7

24,71 154 1,4 36 8 48 24 6

22,16 189 1,5 37 9 45 36 5

22,95 155 1,6 32 8 56 40 7

7,09 167 1,4 31 7 42 35 6

7,05 209 1,5 32 7 35 28 5

7,30 170 1,6 30 6 36 30 6

8,73 165 1,8 33 8 48 40 6

6,44 170 1,5 31,5 9 54 27 6

4,60 268 1,4 40 8 56 40 7

4,57 269 1,5 37 9 63 27 7

4,55 270 1,5 38 9 54 45 6

4,54 271 1,7 36 9 45 27 5

4,49 272 1,5 39 9 54 45 6

4,66 160 1,2 22 16 40 45 2,5

4,65 185 2,1 23 17 11 26 0,6

5,00 180 1,6 23 19 28 35 1,5

5,69 180 1,9 23 20 55 36 2,8

5,54 180 1,6 22 9 8 28 0,9

7,09 198 1,4 25 16 25 26 1,6

7,05 190 1,5 24 16 39 24 2,4

7,30 185 1,5 25 18 34 25 1,9

7,34 170 1,8 25 22 32 29 1,5

6,44 175 1,5 26 13 34 28 2,6

4,60 203 1,4 28 14 47 50 3,4

4,57 210 1,3 27 18 20 47 1,1

4,55 215 1,5 29 22 16 72 0,7

4,54 204 1,7 26 18 27 52 1,5

4,49 205 1,5 25 23 30 60 1,3

20,71 185 1,2 47 8 48 56 6

17,32 186 1,3 38 10 60 90 6

17,07 184 1,2 46 10 60 80 6

16,25 189 1,5 45 10 60 50 6

18,34 195 1,6 41 9 63 45 7

8,49 196 1,8 30 9 54 54 6

10,90 205 1,7 32 9 54 72 6

8,84 200 1,6 32 9 63 72 7

7,18 190 1,8 32 9 54 45 6

5,98 192 1,3 32 9 63 54 7

5,09 298 1,5 39 8 56 40 7

5,31 296 1,5 36 10 50 50 5

6,92 300 1,6 32 10 60 60 6

5,39 291 1,7 33 10 50 70 5

6,15 301 1,5 35 10 70 70 7

Fr/Rac Grs/Pl Pfrut Kg/m2 IAF

5 6334,5 158,36 7,92 1,63

6 5475 114,06 6,84 1,62

3 5982 249,25 7,48 1,86

4 5833,5 162,04 7,29 2,39

5 6228 155,70 7,79 2,00

5 5970 170,57 7,46 2,04

4 6034,5 215,52 7,54 2,29

5 5776,5 192,55 7,22 1,52

5 5343 133,58 6,68 2,25

3 6012 222,67 7,52 1,97

5 4822,5 120,56 6,03 2,68

3 4680 173,33 5,85 2,20

5 4732,5 105,17 5,92 2,26

3 4528,5 167,72 5,66 2,39

5 4485 99,67 5,61 2,60

2,8 4335 96,33 5,42 1,31

1,5 4482 172,38 5,60 1,19

1,8 4725 135,00 5,91 1,51

1,8 5127 142,42 6,41 1,05

3,1 4333,5 154,77 5,42 1,54

1,6 7344 282,46 9,18 1,05

1,5 6882 286,75 8,60 1,36

1,4 7498,5 299,94 9,37 1,65

1,3 6315 217,76 7,89 1,27

2,2 6784,5 242,30 8,48 1,37

3,6 7822,5 156,45 9,78 1,49

2,6 7980 169,79 9,98 1,28

3,3 8118 112,75 10,15 1,57

2,9 7485 143,94 9,36 1,55

2,6 7222,5 120,38 9,03 1,92

7 6810 121,61 8,51 3,08

9 8955 99,50 11,19 2,59

8 6286,5 78,58 7,86 2,33

5 6075 121,50 7,59 2,61

5 6900 153,33 8,63 1,72

6 8373 155,06 10,47 2,30

8 8685 120,63 10,86 1,56

8 7425 103,13 9,28 2,39

5 7830 174,00 9,79 2,18

6 8793 162,83 10,99 2,18

5 8154 203,85 10,19 3,67

5 8233,5 164,67 10,29 2,58

6 8130 135,50 10,16 2,51

7 8280 118,29 10,35 2,38

7 8715 124,50 10,89 2,14