UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS

Carrera de Ingeniería Agronómica

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE RAÍZ FLOTANTE PARA LA

OBTENCIÓN DE SEMILLA DE PAPA (Solanum tuberosum L.)

DE CALIDAD. CUTUGLAGUA, PICHINCHA.

TESIS DE GRADO PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AGRÓNOMO

CHRISTIAN GERARDO QUINTEROS PALLAROZO

QUITO – ECUADOR

2015

ii

DEDICATORIA

A Dios por cada mañana iluminarme con su sabiduría y llenarme de bendiciones.

A mis padres por su amor y apoyo incondicional, y ser la razón de luchar cada mañana.

A Andrea por cada día haberme enseñado a nunca renunciar y seguir adelante sin bajar los brazos.

Christian Q.

Y todo lo que hagáis, hacedlo de corazón, como para el Señor y no para los hombres.

Colosenses 2:23

iii

AGRADECIMIENTO

Primeramente quiero agradecer a Dios por sus bendiciones, amor, luz y sabiduría para seguir

adelante en este mundo.

A mis padres Gerardo Quinteros y Carmita Pallarozo, por ser un ejemplo de vida y motivación para

luchar cada día, por su amor incondicional, comprensión y apoyo, por todo el esfuerzo realizado

para ver cristalizados este sueño, los amo.

A mis hermanas María, Laura y Gaby por brindarme su amor, solidaridad y apoyo, en todos los

momentos buenos y malos.

A mi pastor Juan Carlos, por esa motivación para seguir adelante creciendo en ese caminar de

conocer a Dios, y por su apoyo en cada decisión, por escucharme, por sus oraciones y sobre todo

por todo el cariño que tiene para mi familia y para mí. A cada uno de mis amigos de la iglesia que

con sus locuras, su preocupación, sus palabras de aliento, han hecho que la vida sea más fructífera.

A Andrea, por brindarme su amor y amistad, por estar siempre a mi lado sujetando mi mano para

ayudarme a levantar y empezar de nuevo, por sus consejos y locuras, pero sobre todo por ser un

ejemplo de esa mujer luchadora.

A Jessy, por su ayuda, sus consejos, por escucharme y por su valiosa amistad. A Dayci, por

brindarme su amistad, siempre serán mis grandes amigos. A la Sra. Mary, por su humildad y

sencillez, por cada locura y hacer más amena la realización de la tesis.

Al Ing. Fabián, Director de mi tesis, por su guía, sus observaciones y sugerencias acertadas y

oportunas para culminar con éxito este sueño anhelado. Al proyecto KOPIA por darme la

oportunidad de realizar la tesis y en especial al Dr. Chun por su apoyo, amistad y cariño

incondicional, así como su ayuda en la realización de esta tesis. Al Dr. Lee por seguir creyendo en

mí y seguir brindándome su ayuda, sus consejos y guía, le estaré eternamente agradecido. Al Dr.

Xavier Cuesta por su guía, sugerencias y observaciones realizadas para que esta tesis culmine con

éxito.

A todos mi amigos de la universidad, por su cariño y sus ocurrencias, por su preocupación, muchas

gracias.

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, CHRISTIAN GERARDO QUINTEROS PALLAROZO en calidad de autor deltrabajo de investigación o tesis realizada sobre " EVALUACIÓN DEL SISTEMA DERAÍZ FLOTANTE PARA LA OBTENCIÓN DE SEMILLA DE PAPA (Solanumtuberosum L.) DE CALIDAD. CUTUGLAGUA, PICHINCHA"; "ASSESMENT OFTHE FLOATING ROOTS SYSTEM FOR OBTAINING QUALITY POTATO(Solanum tuberosum L.) SEEDS IN CUTUGLAHUA, PICHINCHA." por la presenteautorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos loscontenidos los que me pertenecen o de parte de los que contienen esta obra, con finesestrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8; 19y demás pertinentes de la ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

Quito, 14 de Mayo de 2015

FIRMA

C.C. 172301850-1cris_l 8q@hotmail.com

IV

A QUIEN INTERESE:

El Proyecto Korea Project on International Agriculture (KOPIA), certifica que el señor ChristianGerardo Quinteros Pallarozo, portador de la cédula de identidad No. 1723018501, egresado de laFacultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central de Ecuador, desarrolló su tema de tesistitulado: "Evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa(Solanum tuberosum L.) de calidad". Esta tesis puede ser publicada en el internet (web),requisito previo a la obtención del título de Ingeniero Agrónomo.

Mejía, 26 de Marzo de 2015

Atentamente,

,

Dr. Lee Kwang SeekDirector del Proyecto

Korea Project on International Agriculture

CERTIFICACIÓN

En calidad de tutor de trabajo de graduación cuyo título es: "EVALUACIÓN DELSISTEMA DE RAÍZ FLOTANTE PARA LA OBTENCIÓN DE SEMILLA DE PAPA(Solanum tuberosum L.) DE CALIDAD. CUTUGLAGUA, PICHINCHA.", presentadopor el señor CHRISTIAN GERARDO QUINTEROS PALLAROZO, previo a laobtención del Título de Ingeniero Agrónomo, considero que el proyecto reúne los requisitosnecesarios.

Tumbaco, 01 de Abril de 2015

Ing. Agr. Fabián Montesdeoca M., M.B.A.

TUTOR

CERTIFICACIÓN

En calidad de tutor de trabajo de graduación cuyo título es: "EVALUACIÓN DELSISTEMA DE RAÍZ FLOTANTE PARA LA OBTENCIÓN DE SEMILLA DE PAPA(Solanum tuberosum L.) DE CALIDAD. CUTUGLAHUA, PICHINCHA", llevada acabo por parte del señor CHRISTIAN GERARDO QUINTEROS PALLAROZO, previoa la obtención del Título de Ingeniero Agrónomo, considero que el proyecto reúne losrequisitos necesarios.

Quito, 13 de marzo de 2015

Ing. Agr. Fabián Montesdeoca M., M.B.A.

CO-AUTOR Y DIRECTOR DE TESIS

Tumbaco, 01 de Abril de 2015

IngenieroCarlos Alberto Ortega, M. Se.DIRECTOR DE CARRERA DEINGENIERÍA AGRONÓMICAPresente.

Señor Director:

Luego de las revisiones técnicas realizadas por mi persona del trabajo de graduación,"EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE RAÍZ FLOTANTE PARA LA OBTENCIÓNDE SEMILLA DE PAPA (Solanum tuberosum L.) DE CALIDAD. CUTUGLAGUA,PICHINCHA." llevado a cabo por parte del señor egresado: CHRISTIAN GERARDOQUINTEROS PALLAROZO de la Carrera de Ingeniería Agronómica, ha concluido demanera exitosa, consecuentemente el indicado estudiante podrá continuar con los trámitesde graduación correspondientes de acuerdo a lo que estipula las normativas y disposicioneslegales.

Por la atención que se digne dar a la presente, reitero mis agradecimientos

Atentamente,

Ing. Agr. Fabián Montesdeoca M., M.B.A.

TUTOR

vi

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE RAÍZ FLOTANTE PARA LAOBTENCIÓN DE SEMILLA DE PAPA (Solanum tuberosum L.) DECALIDAD. CUTUGLAGUA, PICHINCHA.

APROBADO POR:

Ing. Agr. Fabián Montesdeoca M., M.B.A.TUTOR DE TESIS

Ledo. Diego Salazar, M.Sc.PRESIDENTE DE TRIBUNAL

Ing. Agr. Juan Pazmiño., M.Sc.BIOMETRISTA

Ing. Agr. Manuel Pumisacho., M.Sc.PRIMER VOCAL

2015

V i l

viii

CONTENIDO

CAPÍTULO PÁGINAS

I. INTRODUCCIÓN 1

II. REVISIÓN DE LITERATURA 3

2.1 Cultivo de la papa 3

2.1.1 Importancia 3

2.1.2 Descripción 3

2.1.3 Taxonomía 4

2.2 Fisiología de la papa 4

2.2.1 Ecofisiología 4

2.2.2 Fotoperíodo 4

2.2.3 Temperatura 5

2.3 Efecto de la densidad de los tallos en la producción de papa 6

2.4 Efecto de la cubierta del invernadero sobre el rendimiento 6

2.5 Variedades de papa 7

2.5.1 Superchola 7

2.5.1.1 Pedigrí 7

2.5.1.2 Características morfológicas 7

2.5.1.3 Características agronómicas 8

2.5.2 INIAP – Victoria 8

2.5.2.1 Pedigrí 9

2.5.2.2 Características morfológicas 9

2.5.2.3 Características agronómicas 9

2.6 Sistemas de producción y multiplicación de semilla prebásica 10

2.6.1 Multiplicación convencional utilizando plantas libres de virus 10

2.6.2 Multiplicación Acelerada Modelo “INIAP” 10

2.6.3 Multiplicación de tubérculo semilla prebásica en camas con plantas in- vitro 11

2.6.4 Multiplicación en camas con plantas obtenidas por el método autotrófico-hidropónico 11

2.6.5 Sistema hidropónico 12

2.6.5.1 Ventajas del sistema 12

2.6.6 Sistema aeropónico 12

2.6.6.1 Características generales sobre el sistema aeropónico 13

2.7 Raíz flotante 14

2.7.1 Ventajas de raíz flotante 15

ix

CAPÍTULO PÁGINAS

2.8 Soluciones nutritivas 15

2.8.1 Soluciones estáticas 15

2.8.2 Soluciones dinámicas 16

2.9 Calidad del agua 16

2.9.1 Conductividad eléctrica 16

2.9.2 Intervalo de pH 16

2.9.3 Aspecto microbiológico 17

2.10 Nutrición mineral en plantas superiores 17

2.10.1 Nitrógeno 17

2.10.2 Fósforo 17

2.10.3 Potasio 18

2.10.4 Calcio 18

2.10.5 Magnesio 19

2.10.6 Azufre 19

2.10.7 Hierro 19

2.10.8 Cobre 20

2.10.9 Manganeso 20

2.10.10 Boro 21

2.10.11 Zinc 21

III. MATERIALES Y MÉTODOS 22

3.1. Ubicación 22

3.1.1 Características ambientales del invernadero 22

3.2 Materiales y Equipos 23

3.2.1 Material biológico experimental 23

3.2.2 Materiales de Invernadero 23

3.2.3 Equipos de Invernadero 23

3.2.4 Materiales y equipos de oficina 23

3.3 Factores en estudio 23

3.3.1 Variedades de papa (V) 23

3.3.2 Soluciones Nutritivas (S) 24

3.3.3 Tratamientos 24

3.4 Unidad experimental 24

3.5 Análisis estadístico 24

x

CAPÍTULO PÁGINAS

3.5.1 Diseño experimental 24

3.5.2 Características del área experimental 25

3.6 Variables y métodos de evaluación 25

3.6.1 Días a la cosecha 25

3.6.2 Número de tubérculos por planta 25

3.6.3 Número de tubérculos por parcela neta 25

3.6.4 Porcentaje de extracción de semilla 25

3.6.5 Número de tubérculos por categoría 26

3.7 Manejo específico del experimento 26

3.7.1 Fase de invernadero 26

3.7.2 Instalación de las planchas de espumaflex 26

3.7.3 Transplante 26

3.7.4 Aporque 26

3.7.5 Tutoreo 26

3.7.6 Controles fitosanitarios 27

3.7.7 Fertilización 27

3.7.8 Cosecha 27

IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 28

4.1. Días a la cosecha 28

4.2. Número de tubérculos por planta 29

4.3. Número de tubérculos por parcela neta 30

4.4. Porcentaje de extracción de semilla 31

4.5. Número de tubérculos por categoría 33

4.6. Solución Nutritiva 36

V. CONCLUSIONES 38

VI. RECOMENDACIONES 39

VII. RESUMEN 40

VIII. SUMMARY 43

IX. REFERENCIAS 46

X. ANEXOS 52

XI. APÉNDICE 59

xi

LISTA DE ANEXOS

ANEXOS PÁG.

1 Croquis del ensayo 52

2 Dosis de fertilizantes de la solución dinámica inicial utilizada en el ensayo 53

3 Solución dinámica final utilizada en el ensayo 54

4 Concentración de la solución estática utilizada en la fase del cultivo 55

5 Base de datos de la variable número de tubérculos por categoría para la evaluación

del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum

tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

56

6

7

Registro de datos de las variables evaluadas en la evaluación del sistema de raíz

flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015.

Sistema de raíz flotante

57

58

xii

LISTA DE CUADROS

CUADROS PÁG.

1 Características agronómicas de la variedad Superchola 8

2 Características agronómicas de la variedad INIAP-Victoria 9

3 Ubicación del sitio experimental. Cutuglahua, Pichincha. 2015 22

4

Características higrotérmicas del invernadero para evaluar el sistema de

raíz flotante para la obtención de semilla de calidad. Cutuglahua,

Pichincha. 2015

22

5

6

Tratamientos para evaluar el sistema de raíz flotante con dos variedades

y dos soluciones nutritivas. Cutuglahua - Pichincha 2015

Tratamientos para evaluar el sistema de raíz flotante con dos variedades.

Cutuglahua - Pichincha 2015

24

25

7

Promedios para días a la cosecha en la evaluación del sistema de raíz

flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de

calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015

28

8

Prueba de “t" pareada para la variable número de tubérculos por planta

en la evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla

de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía. 2015

29

9

Cuadro de promedios para número de tubérculos por planta en la

evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de

papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía. 2015

29

10

Prueba de “t” pareada para número de tubérculos por parcela neta en la

evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de

papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015

30

11

Cuadro de promedios para número de tubérculos por parcela neta en la

evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de

papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015

31

12

Porcentaje de Extracción de Semilla en la evaluación del sistema de raíz

flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de

calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015

32

13

Promedios para la variable porcentaje de extracción de semilla en la

evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de

papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015

32

xiii

CUADROS PÁG.

14

Prueba de “t” pareada para número de tubérculos por categoría, categoría

tercera, cuarta y quinta en la evaluación del sistema de raíz flotante para

la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015

34

15

Prueba de “t” pareada para número de tubérculos por categoría, categoría

sexta, séptima y descarte en la evaluación del sistema de raíz flotante

para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015

34

16

Cuadro de promedios para número de tubérculos por categoría en la

evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de

papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015

35

xiv

LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICOS PÁG.

1 Días a la cosecha en la evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de

semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015 28

2

Número de Tubérculos por Planta en la evaluación del sistema de raíz flotante

para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua,

Mejía, 2015

30

3

Número de Tubérculos por Parcela Neta en la evaluación del sistema de raíz

flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015

31

4

Porcentaje de Extracción de Semilla en la evaluación del sistema de raíz flotante

para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua,

Mejía, 2015

32

5

Número de Tubérculos por Categoría en la evaluación del sistema de raíz flotante

para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua,

Mejía, 2015

35

6

Número de Tubérculos por Categoría en la evaluación del sistema de raíz flotante

para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua,

Mejía, 2015

36

7 Número de Tubérculos por Categoría en la evaluación del sistema de raíz flotante

para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua,

Mejía, 2015 36

xv

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE RAÍZ FLOTANTE PARA LA OBTENCIÓN DE

SEMILLA DE PAPA (Solanum tuberosum L.) DE CALIDAD. CUTUGLAGUA,

PICHINCHA.

RESUMEN

La papa al ser un rubro muy importante a nivel nacional, motivó a realizar este estudio a fin de

evaluar el sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa de calidad, y determinar de

esta manera su eficiencia. Se evaluaron 2 variedades de papa y 2 soluciones nutritivas. Para el

análisis estadístico se utilizó una prueba de “t” con seis observaciones. La unidad experimental

estuvo representada por un módulo rectangular de 1.10 m de largo x 1.00 m de ancho (1.10 m2)

sobre la cual se dispuso una plancha de espumaflex en las cuales se ubicaron las plantas in vitro. En

el análisis realizado se obtuvo que: la variedad INIAP-Victoria como la mejor a nivel general, así

como la solución nutritiva dinámica, con 147 días a la cosecha, 169.94 tubérculos por planta,

1019.62 tubérculos por parcela neta, en tanto que para la variedad Superchola se obtuvo un 49.79%

de tasa de extracción de semilla, como la mejor para esta variable.

DESCRIPTORES: PAPA, RAÍZ FLOTANTE, RENDIMIENTO, CALIDAD, EXTRACCIÓN DE

SEMILLA.

xvi

ASSESMENT OF THE FLOATING ROOTS SYSTEM FOR OBTAINING

QUALITY POTATO (Solanum tuberosum L.) SEEDS IN CUTUGLAHUA,

PICHINCHA.

SUMMARY

Potatoes are an important source of income nationwide; this motivated this study aimed towards

assessing the floating root system for obtaining quality potato seeds, hence determining its

effectiveness. We assessed two potato varieties and two nutritious mixtures. This study used the

student’s “t” test whit six observations for its statistical analyses. The experimental unit was

represented by a rectangular 1.10 m long and 1.00 wide module (1.10 m2) on which we placed a

Styrofoam sheet and in vitro plants. The analysis showed: the INIAP – Victoria variety was the best

overall, as was the dynamic nutritious mix, with 147 days to harvest, 169.69 tubercles per plant, and

1019.62 tubercles per net parcel, whereas Superchola showed a 49.79 % seed extraction rate,

making it the best for this particular variable.

KEYWORDS: POTATO, FLOATING ROOT, PERFORMANCE, QUALITY, SEED

EXTRACTION

ASSESSMENT OF THE FLOATING ROOTS SYSTEM FOR OBTAININGQUALITY POTATO (Solanum tuberosum L.) SEEDS IN CUTUGLAHUA,PICHINCHA

ABSTRACT

Potatoes are an importan! source of income nationwide; this motivated this study aimed towardsassessing the floating roots system for obtaining quality potato seeds, henee determining itseffectiveness. We assessed two potato varieties and two nutritious mixtures. This study used thestudent's t test with six observations for its statistical analyses. The experimental unit wasrepresented by a rectangular 1.10 m long and 1.00 m wide module (1.10 m2) on which we placed aStyrofoam sheet and in vitro plants. The analysis showed: the INIAP-Victoria variety was the bestoverall, as was the dynamic nutritious mix, with 147 days to harvest, 169.94 tubercles per plant, and1019.62 tubercles per net parcel, whereas Superchola showed a 49.79% seed extraction rate,making it the best for this particular variable.

KEYWORDS: POTATO, FLOATING ROOTS, YIELD, QUALITY, SEED EXTRACTION.

I CERTIFY that the above and foregoing ¡s a true and correct translation of the original document ¡nSpanish. - . ,,. ,

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Silvia Donoso AcostaCertified Translator

ID.: 0601890544

I. INTRODUCCIÓN

La papa (Solanum tuberosum L.) es uno de los cultivos alimenticios más importantes a nivel mundial,

ocupa el cuarto lugar en importancia como alimento, después del maíz, el trigo y el arroz (Devaux et

al., 2010). Los datos reportados sobre el rendimiento del cultivo para el país son bajos (7.8 t/ha), en

comparación con Argentina 28.8 t/ha, Colombia 18.6 t/ha, Colombia, Bolivia 5.8 t/ha, Perú 14.4 t/ha

(FAO, 2013). Al respecto, como en todo cultivo, la utilización de semilla de buena calidad es

determinante para lograr producciones sanas y abundantes (Montesdeoca et al., 2006).

El tubérculo-semilla, es un factor fundamental para garantizar la producción y la calidad del cultivo de

papa, la siembra de semilla de mala calidad, puede perjudicar la producción, aun cuando las demás

condiciones sean favorables al cultivo. La obtención de tubérculo-semilla de calidad, está directamente

relacionada con la mejor aplicación de las técnicas de cultivo y con la calidad sanitaria, física, genética

y fisiológica de la semilla (Arias y Montesdeoca, 2009).

Actualmente el uso de semillas certificadas en el país es bajo, como ejemplo podemos mencionar que

aproximadamente un 59% de los casos muestra la demanda principalmente de semilla propia, un 30%

semilla seleccionada, un 8% semilla certificada y un 3% semilla registrada. Esto quiere decir que los

productores de papa usan en su mayoría semilla que formalmente no es considerada de calidad (Flores

et al., 2012).

Es por esta razón que desde 1998, el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), ha

desarrollado y adaptado varios sistemas de producción y multiplicación de semilla de categorías

iniciales (Navarrete, 2004). El sistema inicialmente usado fue el de unidad de tubérculo (cortado en

segmentos) y surco, el cual comenzaba con un tubérculo élite (Crissman y Uquillas, 1989).

En 1981 el INIAP, con el apoyo del Centro Internacional de la Papa (CIP), inició con el cultivo de

tejidos, evaluaciones serológicas, evaluación de plantas madres y corte de esquejes (García et al.,

1993). En el año 2001, se implementó la hidroponía, técnica que se utiliza actualmente y consiste en

cultivar plantas multiplicadas “in vitro” en sustratos inertes, previamente esterilizados (Navarrete,

2004).

En el 2011 se empezó con la aeroponía la cual es un sistema más moderno donde las raíces están

expuestas, de manera continua o descontinua a un ambiente saturado de finas gotas de una solución

nutritiva (Chuquillanqui et al., 2010).

En esta investigación se pretende implementar una nueva tecnología de producción de semilla de

calidad, llamada raíz flotante, cuyo sistema ha sido investigado en Corea del Sur, presentando muy

buenos resultados en lo que es rendimiento y bajos costos de producción, en este sistema las raíces de

las plantas están sumergidas en una solución nutritiva; una plancha de poliuretano expandido actúa

como soporte mecánico, para la parte aérea (tallos y hojas) y subterránea (raíces) de la planta. Para

lograr una buena producción es muy importante airear la solución nutritiva; esta se puede hacer

inyectando aire con un oxigenador, esta acción permite redistribuir los elementos nutritivos (Alvarado

et al., 2001).

2

En base a lo anteriormente mencionado y las ventajas que parece tener este método en relación a otros

sistemas de producción de semilla utilizados por el INIAP la presente investigación tiene como

objetivo general evaluar la eficiencia del sistema de raíz flotante para la producción de semilla pre –

básica con dos soluciones nutritivas y dos variedades de papa y específicamente evaluar la eficiencia

de dos variedades de papa bajo el sistema de raíz flotante y evaluar la eficiencia de dos soluciones

nutritivas bajo el sistema de raíz flotante.

Las variedades evaluadas en esta investigación fueron INIAP -Victoria por tener altos rendimientos y

resistencia moderada al tizón tardío y la variedad Superchola por ser de mayor aceptación en el

mercado y también ha presentado alto rendimiento en el sistema de aeroponía, con 2512 mini

tubérculos/m2, este rendimiento se logró gracias a la utilización de la solución dinámica ajustada y

recomendada por el INIAP y el Centro Internacional de la Papa (CIP). En vista de que dicha solución

dio resultados muy buenos, se utilizó en la evaluación del sistema de raíz flotante frente a la solución

estática que técnicos coreanos usan en su país y la han recomendado.

3

II. REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 Cultivo de la papa

2.1.1 Importancia

La papa es unos de los cultivos más importantes junto al maíz, trigo y el arroz. Por su alto valor

nutritivo, adaptabilidad a diversos climas y sistemas de cultivo, es uno de los diez alimentos de mayor

producción en los países en desarrollo. La papa en Ecuador tiene importancia económica, social y

cultural. La adaptación del cultivo a los diferentes pisos ecológicos en la región interandina posibilita a

un grupo heterogéneo de productores a desarrollarlo (Devaux et al., 2010).

Una fracción importante del cultivo se desarrolla en condiciones de subpáramo, particularmente en el

subpáramo húmedo (3000 a 3600 msnm). La mayor diversidad genética de papa (Solanum tuberosum

L.) cultivada y silvestre se encuentra en las tierras altas de los Andes de América del Sur, (Andrade et

al., 2002).

En el Ecuador la producción de papa se localiza principalmente en tres zonas de la Sierra, Norte

(Carchi e Imbabura), Centro (Pichincha, Cotopaxi, Tungurahua, Chimborazo y Bolívar) y Sur (Cañar y

Azuay) (Andrade et al., 2002 y Devaux et al., 2010).

Según el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INEC) en el Ecuador para el 2013, se produjo un

promedio de 287 787 t de papa al año, en una área sembrada de 35 768 ha y un rendimiento de 7.8 t/ha.

En cuanto a su valor nutritivo la papa es considerada como una fuente importante de vitaminas,

minerales y fitonutrientes. Además es rico en carbohidratos, este aporta con cantidades significativas

de proteínas, con un buen balance de aminoácidos, vitaminas C, B6, B1, folato. Además posee un alto

contenido de fibra dietética, especialmente cuando es consumida con cáscara y es rico en antioxidantes

(polifenoles, carotenoides y tocoferoles), y virtualmente están libres de grasa y colesterol (Cuesta,

2012).

2.1.2 Descripción

La papa es una dicotiledónea herbácea con hábitos de crecimiento rastrero o erecto, generalmente de

tallos gruesos, con entrenudos cortos. Los tallos son huecos o medulosos, excepto en los nudos que son

sólidos, de forma angular y por lo general verdes o rojo-purpura. El follaje normalmente alcanza una

altura entre 0.60 a 1.50 m. las hojas son compuestas y pignadas. Las hojas primarias de plántulas

pueden ser simples, pero una planta madura contiene hojas compuestas en par y alternadas. Las hojas

se ordenan en forma alterna a lo largo del tallo, dando un aspecto frondoso al follaje, especialmente en

las variedades mejoradas. Las flores son pentámeras (cinco pétalos) con pétalos de varios colores

(blanco, amarillo, rojo y púrpura). El fruto es una baya pequeña, carnosa de forma redonda u ovalada

que contiene semillas sexuales (Cuesta et al., 2002 y FAO, 2008).

4

2.1.3 Taxonomía

Según Andrade (2002), la clasificación taxonómica de la papa es:

Reino: Vegetal

Sección: Anisocárpeas

Orden: Tubifloríneas

Familia: Solanaceae

Género: Solanum L.

Sección: Petota Dumortier

Serie: tuberosum

2.2 Fisiología de la papa

2.2.1 Ecofisiología

Conforme a Bouzo (2009), la ecofisiología de la papa es la siguiente:

Crecimiento vegetativo: comienza un activo crecimiento aéreo con la emisión y expansión foliar

desde las yemas, crecimiento de raíces y rizomas. El crecimiento puede llevar de 30 a 70 días,

dependiendo de la fecha de transplante, temperatura, edad fisiológica del tubérculo ‘semilla’ y el

genotipo utilizado.

Iniciación de tuberización: comienza con el inicio del engrosamiento de las puntas de los rizomas.

Este estado es un período relativamente corto, entre 10 y 14 días y en muchas variedades coincide con

el inicio de la floración, momento en que unas pocas flores comienzan a ser visibles. Las variedades de

maduración temprana usualmente empiezan la tuberización antes que los de maduración tardía.

Crecimiento o llenado de tubérculos: las células de los tubérculos se expanden con la acumulación

de agua, nutrientes y carbohidratos. Durante este estado los tubérculos se transforman en los destinos

dominantes para la deposición de carbohidratos.

Madurez: la parte aérea de la planta comienza a amarillear y a perder hojas, la fotosíntesis

gradualmente disminuye, la tasa de crecimiento de los tubérculos se retarda y finalmente la planta

muere. El contenido de materia seca de los tubérculos alcanza, en esta etapa, su máximo valor, dando

inicio al engrosamiento de la epidermis de los mismos (formación de peridermis).

2.2.2 Fotoperíodo

El fotoperíodo es la reacción de las plantas a la longitud de los días, o más correctamente, a la longitud

relativa del día (período de iluminación) y la noche (período de oscuridad). El fotoperíodo influye

5

intensamente en el hábito de crecimiento de la papa y es considerado como uno de los principales

factores que regulan la tuberización, el crecimiento, desarrollo del follaje, y sobre todo el rendimiento.

Por lo que la adaptación de numerosas variedades de papa en cuanto a la respuesta al fotoperíodo, hizo

que variedades endémicas (subespecie andígena) puedan clasificarse como de día corto, variedades en

las que la tuberización ocurre adecuadamente con menos de 12 horas de radiación, pero al ser llevadas

a fotoperíodo largo (más de 14 horas), el período de crecimiento se alarga excesivamente, florece

profusamente y su tuberización es escasa con tubérculos pequeños, ya que para el desarrollo del área

foliar son convenientes días largos. Hay que aclarar que el acortamiento de los días estimula el proceso

de tuberización en la mayoría de variedades pero no lo determina, pues puede empezarse este proceso

aun contando con fotoperiodos largos. Variedades adaptadas a latitudes altas (subespecie tuberosum),

de fotoperíodo largo (más de 14 horas), muestran una buena tuberización, los estolones y el follaje se

desarrollan correctamente. (Rojas, 2011).

En general para las variedades de día largo y día corto, la relación entre el desarrollo del follaje y el

crecimiento de los tubérculos se ve favorecida por estímulos con nitrógeno, alta temperatura y

humedad. La intensidad luminosa, además de su importancia en la actividad fotosintética, es favorable

a la floración y fructificación (Rojas, 2011).

2.2.3 Temperatura

La temperatura ideal para el desarrollo de la planta de papa fluctúa entre los 20 y 25 °C, y para que el

proceso de tuberización sea exitoso esta debe estar entre 12 a 18 °C. Con temperaturas máximas

mayores a 25ºC, la respiración de la planta aumenta significativamente, por lo que las temperaturas

óptimas no deben sobrepasar este valor. Temperaturas altas antes del inicio de la tuberización tienden a

favorecer el crecimiento del follaje retrasando el inicio de este proceso. Con temperaturas por debajo

de los 17ºC, la tasa de crecimiento de hojas se ve limitada y con esto la capacidad de absorción de

radiación, que también retrasa el proceso de tuberización (Rojas, 2011).

Temperaturas bajas y días cortos estimulan el inicio de la tuberización, en cambio cuando existen

temperaturas altas y días cortos las variedades de ciclo corto inician y desarrollan los tubérculos

considerablemente más temprano que las variedades de ciclo largo. Temperaturas nocturnas bajas son

más efectivas que temperaturas diurnas bajas para iniciar la tuberización. Bajo condiciones de días muy

largos y altas temperaturas la formación de tubérculos puede verse disminuida (Contreras, 2009).

A temperaturas más altas la longevidad de una hoja (desde el nacimiento hasta la muerte de una sola

hoja) es mucho más corta y la producción de ramas es reducida, lo que conduce a la formación de poco

follaje, que no es suficiente para la completa captación de la energía solar necesaria para la formación

de materia seca. Además, el crecimiento de las raíces es menor, inhibiendo la absorción de agua e

iones de la solución nutritiva, con las correspondientes desventajas para la planta de papa (Midmore,

1988).

Así también el aumento de temperatura sobre los 30 °C hace que la respiración se incremente

resultando en un decrecimiento en la fotosíntesis, ya que la formación de hojas depende de la

temperatura. La expansión de las hojas también se efectúa a tasas más aceleradas cuando las

6

temperaturas son más altas; pero éstas, no se mantienen debido al agotamiento de las reservas de

hidratos de carbono La tasa de formación de primordios aumenta con una temperatura promedio de 10

a 30 º C. (Midmore, 1988).

Otro factor que afecta la temperatura es el número de tubérculos por planta, la tasa de crecimiento del

tubérculo y el índice de cosecha (relación del tubérculo con el peso seco total por planta), disminuyen,

debido a los efectos directos de la temperatura sobre la fotosíntesis, respiración y tasa de conversión de

azúcares a almidones dentro del tubérculo. Con frecuencia en condiciones cálidas, se han reportado

rendimientos bajos en peso fresco, debido a la rápida disminución de la capacidad fotosintética de las

hojas viejas y la senescencia más rápida cuando las plantas se encuentran bajo altas temperaturas

(Midmore, 1988).

La respuesta a la temperatura ambiental depende de la etapa de desarrollo del cultivo y se determinada

por la relación entre la fotosíntesis y la respiración, teniendo en cuenta que en la planta de papa, sus

moléculas se forman con tres carbonos en su forma primaria, por lo que se clasifica según su

metabolismo como planta C3, la cual es menos resistente a altas temperaturas y días largos en

comparación de otros cultivos como el maíz o la caña de azúcar , además cabe resaltar que la

respiración ocurre durante el día y está determinada directamente por la temperatura (Rojas, 2011).

2.3 Efecto de la densidad de los tallos en la producción de papa

La densidad de tallos se puede expresar como el número de tallos principales por m2. Estos influyen

tanto en el número de tubérculos así como también en el tamaño de estos, afectando la tasa de

multiplicación por lo que sí, el número de tallos incrementa, también se incrementa el número de

tubérculos por planta, y su producción será mayor, aunque el peso promedio de los tubérculos

disminuya (Rojas, 2011).

Debido a la competencia, los tubérculos producidos con alta densidad de tallos serán de menor tamaño

que los producidos con baja densidad, en este caso se obtendrán un número grande de tubérculos por

tallo, pero se reducirá el número de tubérculos por unidad de área. Se deduce que el rendimiento

máximo en tubérculos superiores a 28 mm se obtiene con 30–35 tallos principales por m2, y el

rendimiento máximo de tubérculos superiores a 50 mm se obtiene con unos 15 tallos principales por

m2. La densidad recomendada de tallos depende del ambiente, propósito del cultivo y de la variedad de

papa (Pozo, 2001).

2.4 Efecto de la cubierta del invernadero sobre el rendimiento

La cubierta plástica del techo determina que dos factores negativos incidan en la productividad, estos

son: el incremento de las temperaturas y la reducción de la luminosidad. Así, invernaderos con techos

bajos son más calientes que invernaderos con techos altos.

7

Los invernaderos presentan un promedio de temperatura entre cinco a ocho grados por encima de las

temperaturas que se registran a campo abierto. La reducción de la luminosidad determina el excesivo

crecimiento de las plantas; algunas variedades andinas, se desarrollan hasta la altura de la cubierta del

invernadero (Salaues et al., 1993).

2.5 Variedades de papa

2.5.1 Superchola

La variedad Superchola, fue desarrollada por el Sr. Germán Bastidas Vaca, agricultor del cantón

Montúfar, provincia del Carchi. Fue seleccionada a partir de los cruzamientos entre Rosita x

Curipamba Negra en 1968 y dio origen a Curicana (papa roja, en forma de plancha, con ojos blancos),

posteriormente se cruza Curicana x Solanum phureja dando un híbrido, este híbrido se cruzó con

Chola; de esta descendencia se seleccionaron los tres mejores genotipos (clones) que tenían

características parecidas a Chola, estos tres clones se recombinaron entre sí, el mejor de esta

descendencia dio origen a la variedad Superchola, que tiene características superiores en cuanto a

rendimiento y tolerancia a enfermedades y características de calidad culinaria igual que la variedad

Chola, (INIAP, s/a).

2.5.1.1 Pedigrí

Según el Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP, s/a), el pedigrí es el

siguiente:

2.5.1.2 Características morfológicas

Según el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP, s/a), las características

morfológicas son las siguientes:

SUPERCHOLA

CLON 1

CLON 2

CLON 3

HÍBRIDO 1

CHOLA

(S. andígena)

(S. phureja)

CURICANA

CURIPAMBA

(S. andigena)

ROSITA

(S. demissum)

8

Plantas: Crecimiento bien desarrollado con numerosos tallos pubescentes, hojas de tamaño mediano

de color verde oscuro, tallos verdes con pigmentación púrpura; los nudos son sobresalientes y el

tallo principal presenta alas rectas y onduladas.

Hojas: Poseen coloración verde intensa con tres pares de foliolos primarios con un foliolo terminal

y tres pares de foliolos secundarios (entre foliolos). Presenta 5 pares de foliolos terciarios o

interhojuelos (sobre peciolulos).

Flores: Hermafroditas de color morado con blanco presente en el acumen, haz y envés de los

pétalos. Sus anteras son amarillas y su cáliz verde con manchas púrpura en la base. El gineceo es

verde con el estigma morado. Su floración es moderada, usualmente las flores son llevadas arriba

del follaje con un largo pedúnculo. Las flores caen por falta de fecundación. Bajo porcentaje de

frutos.

Tubérculos: Son de forma elíptica a ovalada con ojos superficiales, piel de color rosado y lisa, con

color crema alrededor de los ojos superficiales, pulpa amarilla pálida, sin pigmentación.

Frutos: Son bayas de color verde con puntos blancos. De escasa fructificación.

2.5.1.3 Características agronómicas

Estas características se detallan en el Cuadro1:

Cuadro 1. Características agronómicas de la variedad Superchola

VARIABLES PARÁMETROS

Días a la floración 120

Días a la cosecha 190

Hábito de crecimiento Semierecta

Enfermedades Suceptible a lancha y roya

Rendimiento (t/ha) 26.83

N° de tubérculos por planta 24

Zona recomendada zona centro (Carchi, Pichincha, Cotopaxi,)

Fuente: Ficha técnica de la variedad Superchola, s.f.

2.5.2 INIAP – Victoria

INIAP–Victoria es una nueva variedad de papa mejorada con resistencia moderada a tizón tardío, y con

una precocidad de 130 a 150 días y alto rendimiento 40 t/ha (INIAP, 2011).

Este material es una alternativa para los productores que demandan nuevas variedades con resistencia a

tizón tardío, así como para los consumidores que prefieren variedades de piel roja y pulpa amarilla, y

que se puede utilizar en diferentes formas de preparación como sopa, frita, tortilla. (INIAP, 2011).

9

2.5.2.1 Pedigrí

2.5.2.2 Características morfológicas

- Plantas: crecimiento erecto, tallos de color verde con pocas manchas y alas rectas.

- Hojas: disectadas con 3 pares de foliolos laterales, y un par de inter-hojuelas.

- Flores moderadas de color lila pálido. Corola muy rotada.

- Tubérculos: con un período de reposo de 30 a 40 días (INIAP, 2011).

2.5.2.3 Características agronómicas

Estas características se detallan en el Cuadro 2

Cuadro 2. Características agronómicas de la variedad INIAP-Victoria

VARIABLES PARÁMETROS

Días a la floración 73-94

Días a la cosecha 130-150

Hábito de crecimiento Erecto

Enfermedades Resistencia moderada a lancha

Rendimiento (t/ha) 40

N° de tubérculos por planta 30

Tamaño de tubérculos

Gruesa (%) 50

Mediana (%) 40

Fina (%) 10

Zona recomendada zona centro (Pichincha, Cotopaxi, Chimborazo

y Tungurahua)

Fuente: Ficha técnica de la variedad INIAP- Victoria, 2011

INIAP - VICTORIA

INIAP - GABRIELA

INIAP - FRIPAP

ALGODONA

BULK MÉXICO

X 378158.21

CHOLA

I – 1039

10

2.6 Sistemas de producción y multiplicación de semilla prebásica

La producción de semilla de papa empezó en 1968 en la Estación Experimental Santa Catalina del

INIAP y permanece como el único lugar del país reconocido oficialmente para producir semilla de

papa de categorías iniciales (Crissman y Uquillas, 1989).

2.6.1 Multiplicación convencional utilizando plantas libres de virus

El método inicialmente usado por el INIAP para la multiplicación de semilla fue el de unidad de

tubérculo y surco, el cual comienza con un tubérculo élite. Este es cortado en segmentos, que son

manejados como semillas individuales. El tubérculo élite es la clave de este proceso, el mismo que se

obtiene de la colección de germoplasma, éste debe ser un tubérculo sano y libre de enfermedades que

se entregue a los productores. La producción obtenida es mantenida separadamente y sembrada en un

surco, los tubérculos seleccionados cuidadosamente en la unidad de producción, son reservados y

utilizados como nueva semilla élite (Crissman y Uquillas, 1989).

En cada estado fisiológico, se efectúa un saneamiento intensivo mediante selección negativa, que

consiste en la eliminación de todas las plantas enfermas o mezclas. La cosecha se la realiza por surcos

individuales, que luego se agrupa y se denomina semilla prebásica. La semilla prebásica, es agrupada

por variedades y almacenada para posterior multiplicación. Las categorías de semilla provenientes de

la multiplicación de semilla prebásica, básica, registrada son vendidas a los semilleristas o

multiplicadores, en cantidades limitadas (Crissman y Uquillas, 1989).

2.6.2 Multiplicación Acelerada Modelo “INIAP”

En el caso de variedades ecuatorianas pertenecientes a la subespecie andígena, debido a su hábito de

crecimiento, el método con el cual se ha obtenido el mayor índice de multiplicación, es el de esqueje de

tallo secundario o modelo INIAP, que es una combinación de las técnicas de tallo juvenil y tallo lateral

(García et al., 1993).

Este modelo desarrollado a partir del año 1987, es una técnica de multiplicación rápida de papa, que a

partir de plantas producidas in- vitro o de tubérculos, procura el crecimiento de una gran cantidad de

tallos que se desarrollan en macetas de capacidad reducida, los mismos que al ser cortados

periódicamente, sometidos a aporques tardíos y enraizados en un medio apropiado, constituyen plantas

vigorosas que soportan con facilidad el transplante al campo para producir semilla prebásica (Naranjo

y Estrella, 1987).

A pesar de los buenos resultados obtenidos con el modelo INIAP, existieron desventajas como:

dependencia del cultivo a condiciones ambientales (humedad y temperatura), ataque de plagas y

enfermedades y un largo ciclo de producción en invernadero, que se reflejaban en la producción de

volúmenes bajos de semilla (Cevallos y Quevedo, 1996).

11

2.6.3 Multiplicación de tubérculo semilla prebásica en camas con plantas in- vitro.

Benítez (1988), recomienda que, para la producción de semilla prebásica de papa, se pueden emplear

plantas in-vitro en un primer ciclo; para que en un segundo ciclo, los tubérculos menores de 5 g sean

resembrados en las mismas camas en condiciones de invernadero y los mayores de 5 g sean sembrados

en el campo.

A partir del segundo semestre de 1994, el Departamento de Producción de Semillas de la EESC-

INIAP, puso en marcha, durante tres ciclos de cultivo, un esquema de producción de semilla prebásica

que consistía en trasplantar plántulas in-vitro o minitubérculos menores de 5 g en camas de producción

bajo condiciones controladas de invernadero, para reemplazar al modelo INIAP (Cevallos y Quevedo,

1996). Esta innovación fue posible gracias al desarrollo de métodos de laboratorio que facilitaron la

producción masiva de plántulas a partir de segmentos muy pequeños de las plantas in-vitro,

constituidos por un nudo con su yema axilar y puestos en medio de cultivo (Crissman y Uquillas,

1989).

La juvenilidad del material in-vitro generalmente resulta, en una alta capacidad productiva de mini

tubérculos de categoría prebásica por unidad de superficie. Los rendimientos se sitúan entre 300 y 800

mini tubérculos por metro cuadrado, pudiéndose obtener hasta tres cosechas por año, sin embargo, la

producción masiva de plántulas in-vitro requiere de instalaciones apropiadas y personal calificado

(García et al., 1993).

2.6.4 Multiplicación en camas con plantas obtenidas por el método autotrófico-hidropónico.

Rigato et al., (2002) mencionan que, en la producción in-vitro a gran escala, el material vegetal

obtenido ha sido considerado siempre como plantas con baja capacidad fotosintética, ya que para su

producción se utiliza sucrosa como fuente de carbono. El uso de sucrosa, conlleva un riesgo y es que se

podría desarrollar uno de los problemas más comunes en los laboratorios, comerciales y de

investigación que es la contaminación del medio con microorganismos, provocando grandes pérdidas

económicas.

Kozai en el 2001, ha establecido que, las plantas in-vitro tienen habilidad fotosintética y que se pueden

desarrollar autotróficamente, si se provee de factores físicos adecuados como CO2, luz y recipientes

amplios, sin adicionar sucrosa al medio.

En base a estos estudios y empleando técnicas de micropropagación semejante a los utilizados en

hidroponía Rigato et al., (2002), quienes han desarrollado un sistema autotrófico-hidropónico que

utiliza, mini contenedores desechables, sustrato y soluciones hidropónicas, sin agregar sucrosa ni

reguladores de crecimiento, de esta manera se ha logrado obtener plantas autotróficas de papa que

tienen una gran capacidad de adaptación a las condiciones de invernadero por sus tallos vigorosos y

hojas anchas, reduciendo la mortalidad y disminuyendo considerablemente la contaminación.

12

2.6.5 Sistema hidropónico

Las plantas comúnmente crecen en el suelo. El suelo provee de nutrientes, agua, oxígeno y soporte

mecánico a todas las partes de la planta. La hidroponía es un sistema de cultivo en el cuál las plantas

crecen en una solución nutritiva (Lomment, 2007).

Según Alarcón (2010), el término hidroponía suele también utilizarse cuando se emplean sustratos no

inertes (arena gruesa, turba, vermiculita, aserrín, etc.), al que se le agrega una solución nutritiva que

contiene todos los elementos esenciales requeridos por la planta para su crecimiento normal. Hay

excelentes razones para reemplazar la tierra por un medio estéril; por ejemplo, se eliminan

inmediatamente plagas y enfermedades contenidas en la tierra, lo que facilita el cuidado de las plantas

(Barbado, 2005).

La hidroponía es una técnica agrícola antigua pero que recientemente ha sido adoptada para producir

semilla de papa de alta calidad. La producción de semilla pre-básica de papa debe partir

necesariamente de material de alta calidad (in vitro o tuberculillos libre de enfermedades) y ser

producida en invernadero (CIP, 2008).

El objetivo de la técnica de la producción de tuberculillos por hidroponía, es conseguir una reducción

de los costos operacionales y de instalación (con elementos simples y rústicos), obtener un mayor

número de tuberculillos, producir material pre básico de alta calidad para proporcionar, de esta manera,

una herramienta más eficiente y menos costosa para la multiplicación rápida de material de alta calidad

en los programas de producción de semilla de papa (CIP, 2008).

2.6.5.1 Ventajas del sistema

Según el Centro Internacional de la Papa (CIP, 2008) este sistema presenta algunas ventajas:

Uso óptimo del potencial genético de una variedad.

Mejor control de la nutrición de la planta.

Se requiere una superficie mucho menor para obtener igual cantidad de producción.

Las plantas desarrollan poco sus raíces pues están directamente en contacto con los nutrientes,

pero logran un crecimiento extraordinario de tallos, hojas y frutos.

La presentación de los tubérculos obtenidos es superior a la de los cultivados en tierra.

Importante economía de fertilizante y sobre todo de agua, en un planeta donde la falta de agua

comienza a ser un problema.

2.6.6 Sistema aeropónico

La prohibición del uso del bromuro de metilo para esterilizar sustratos en la industria de producción de

semilla de papa de calidad así como también la necesidad de utilizar tierra de páramo hace que se

recurra a otras alternativas. La aeroponía es una alternativa novedosa que a diferencia de la hidroponía,

13

permite el crecimiento de las plantas en el aire, con aplicaciones periódicas de nutrientes nebulizados al

sistema radicular (CIP, 2008).

La aeroponía permite aprovechar mejor el espacio vertical del invernadero. El desarrollo del sistema

radicular y tubérculos se incrementa por el amplio espacio y el ambiente óptimo para su desarrollo

(balance de aire y humedad). Como resultado de esto, el desarrollo del follaje también se incrementa

(Otazú, 2009).

La aeroponía es una tecnología nueva, especialmente para la producción de semilla de papa. Las

investigaciones realizadas hasta el momento en el Centro Internacional de la Papa (Otazú, 2009),

proveen la siguiente información:

La producción de semilla de papa puede ser incrementada dramáticamente en el invernadero.

Los diferentes cultivares de papa responden diferentemente en aeroponía.

El factor clima es particularmente importante en aeroponía.

Las cosechas son múltiples y secuenciales.

El periodo de crecimiento de las plantas se alarga en 1 a 2 meses.

La semilla proveniente de aeroponía produce igual que la semilla convencional.

Es una técnica en la cual se producen tubérculos libre de enfermedades.

La inversión inicial puede recuperarse rápidamente.

Se puede aumentar significativamente el ingreso o reducir los costos de producción de la

semilla de calidad de papa.

El costo de cada tubérculo en aeroponía es de 0.22 a 0.25 centavos de dólar.

2.6.6.1 Características generales sobre el sistema aeropónico

En el sistema aeropónico hay un crecimiento exuberante del sistema radicular, en relación a la parte

aérea, que presenta un crecimiento moderado. Del mismo modo los estolones sufren un incremento

tanto en su longitud, como en su grosor, siendo su longitud igual a la altura del cajón, llegando en

algunos casos al doble de su altura (CIP, 2008).

En el sistema aeropónico la producción de mini tubérculos se incrementa durante el desarrollo del

cultivo, alcanzando un pico de producción ya que este sistema permite realizar varias cosechas, hasta

que las plantas cumplan con su ciclo. Las primeras cosechas presentan tubérculos con calibres ideales

mayores a 8 gramos, esta condición permite que, estos mini tubérculos puedan ser sembrados

directamente en campo para su posterior multiplicación. Cuando la finalización del ciclo biológico de

las plantas esta próximo, se cosechan los mini tubérculos que, tienen un calibre menor pero que son

perfectamente válidos para la plantación en campo, con el fin de aumentar el rendimiento (CIP, 2008).

Según el CIP (2008), los mini tubérculos obtenidos en el sistema aeropónico, presentan lenticelas muy

abiertas debido a la gran humedad relativa del lugar en donde se desarrollan, esta condición es

favorable, ya que así se evita la pérdida de agua y se aprovechan todas las reservas que acumulan para

su crecimiento, por esta característica se requiere que tras la cosecha, los mini tubérculos se mantengan

entre cinco y siete días a temperatura ambiente; a fin de que, la fisiología y el mini tubérculo en sí, no

sufran daños antes de introducirlo en la cámara de conservación a 5°C.

14

2.7 Raíz flotante

Esta técnica de cultivo es cada vez más atrayente debido a la reducción del espacio de suelo cultivable,

la menor disponibilidad de agua adecuada para el riego y el aumento de las exigencias del mercado en

calidad e inocuidad (Montero, 2004).

Raíz flotante significa cultivo en agua (Figura 1). Los cultivos necesitan de un sustrato que constituye

el medio que les proporciona facilidad para el aprovechamiento de los nutrientes, agua, oxígeno y

sostén, según Astroga et al., (1999) quién también menciona que el éxito de la producción se basa en el

conocimiento que se tenga de dos factores importantes: La planta y los nutrientes.

De acuerdo con la FAO (2004) y Resh (2001), en este sistema las plantas requieren un soporte encima

de la solución de nutrientes, como un material plástico muy liviano, comúnmente espumaflex. La idea

esencial de este sistema es la inmersión completa de las raíces de la planta en la solución nutritiva.

Según investigaciones en fisiología vegetal descubrieron en el siglo XIX que las plantas absorben los

minerales esenciales por medio de iones inorgánicos disueltos en el agua. En condiciones naturales, el

suelo actúa como reserva de nutrientes minerales, pero el suelo en sí no es esencial para que la planta

crezca. Cuando los nutrientes minerales de la tierra se disuelven en agua, las raíces de la planta son

capaces de absorberlos, y si los nutrientes minerales son introducidos dentro del suministro de agua de

la planta, ya no se requiere el suelo para que la planta prospere, casi cualquier planta terrestre puede

crecer con esta técnica, aunque algunas pueden hacerlo mejor que otras (Cazco, 2013).

Las plantas toman sus alimentos minerales de las soluciones nutritivas, adecuadamente preparados y

sus alimentos orgánicos los elaboran autotróficamente por procesos de fotosíntesis y biosíntesis. La

producción sin suelo permite obtener semillas de excelente calidad y asegurar un uso más eficiente del

agua y fertilizantes. Los rendimientos por unidad de área cultivada son altos por su mayor densidad y

elevada producción por planta, logrando mayores cosechas por año (Alvarado, et al., 2001).

Por otro, lado la aplicación de agroquímicos se reduce, ya que el suelo como fuente de hospedaje o

ciclo de enfermedades desaparece; de todos modos los sistemas hidropónicos no son inmunes a la

presencia de patógenos, sobre todo aquellos que pueden colonizar medios líquidos. Las plagas pueden

tener una incidencia muy baja en comparación a los sistemas tradicionales, pero en la medida que se

implementen estrategias de control, como el manejo integrado de plagas y enfermedades, así como un

mejor registro de las condiciones de crecimiento, esto permitirá tener cultivos sanos (Izquierdo, 2000).

Esta es una técnica que promueve el mejoramiento de las condiciones en espacios pequeños y alta

concentración de población. En sitios urbanos donde no se dispone de tierras para cultivo, conviene

producir alimentos que no exijan grandes extensiones para su ejecución (AVRDC, 1992).

15

2.7.1 Ventajas de raíz flotante

Según Guilzans (2007) algunas de las ventajas son las siguientes:

No es necesaria la rotación de cultivos: En estos sistemas no es necesaria la rotación de cultivos en

el sentido estricto como se utiliza en los sistemas convencionales, básicamente por la no existencia

de suelo.

No existe la competencia por nutrientes por plantas voluntarias.

Mínima pérdida de agua: A través de estos sistemas se realiza un uso eficiente del agua, ya que

ésta es aportada en las cantidades necesarias y en forma controlada. Además en estos sistemas se

minimizan las pérdidas por infiltración y evaporación.

Mayor producción: La producción es intensiva, permitiendo obtener un mayor número de

cosechas al año.

Reducción en aplicación de agroquímicos: En general la aplicación de agroquímicos se reduce en

estos sistemas, ya que el suelo como fuente de hospedaje o ciclo de enfermedades desaparece, de

todos modos los sistemas de raíz flotante no son inmunes a la presencia de patógenos sobre todo

aquellos que pueden colonizar medios líquidos.

El Sistema se ajusta a áreas de producción no tradicionales: La implementación de estos sistemas

permite ampliar el horizonte agrícola permitiendo la inclusión de áreas urbanas y suburbanas para

la producción.

2.8 Soluciones nutritivas

Los elementos minerales esenciales son aportados exclusivamente en la solución nutritiva, a través de

las sales fertilizantes que se disuelven en agua. Es un factor importante la adecuada formulación y

control de la solución, además de la elección de las fuentes de las sales minerales solubles (Montero,

2004).

Otazú señala que, la composición de la solución nutritiva varía de acuerdo al crecimiento de las

plantas, dependiendo de la fase de crecimiento de las mismas. Cada cultivo tiene un requerimiento

óptimo de nutrientes. Cada cultivar de papa puede requerir diferente solución nutritiva.

Según Bertsch (1995), la absorción de nutrimentos es un fenómeno que ocurre día a día, por lo que

resulta imprescindible saber cuántos días estará activo el proceso de absorción para completar los

requerimientos que harán posible la obtención de cosechas óptimas. Los nutrientes necesarios para

producir hojas son diferentes de los que se necesitan para producir semilla, de ahí que es necesario

conocer las etapas que van a ocurrir durante el ciclo, en el tiempo en que suceden y la distribución de

los fotoasimiladores en los diferentes tejidos.

2.8.1 Soluciones estáticas

Según Samperio (1998), estas soluciones están basadas en fórmulas estáticas y son aquellas que no

cambian a lo largo del proceso productivo de la planta.

16

2.8.2 Soluciones dinámicas

Están basadas en fórmulas dinámicas y son aquellas que cambian a lo largo del proceso productivo de

la planta de acuerdo a su etapa fenológica (Samperio, 1998).

2.9 Calidad del agua

La calidad de agua de riego es un conjunto de propiedades que permiten un adecuado aporte de

nutrientes. La calidad se define según el contenido de partículas disueltas o en suspensión, que pueden

tener origen físico, químico y biológico. (Amézquita, 1997).

El agua deberá estar exenta de contaminantes microbianos que de alguna manera puedan ser un

perjuicio para la salud humana. Con respecto a la calidad química, deberán usarse aguas con bajos

contenidos de sales. Los contenidos elevados de calcio o magnesio (mayores a 30 ppm en cada caso),

obligarán a realizar correcciones en la formulación de la solución nutritiva. Por su parte, elementos

como sodio o cloro en forma excesiva podrán ser tóxicos para la planta. En todos los casos se

recomienda la realización de análisis del agua antes de comenzar con estos sistemas (Guilsanz, 2007).

2.9.1 Conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica es un indicador indirecto de la concentración salina del agua y de la

solución nutritiva; nos puede dar un indicio si el agua a utilizar es la adecuada y sobre la vida útil de la

solución nutritiva en el sistema. Al comienzo el agua de nuestra fuente deberá contar con el nivel más

bajo posible de conductividad eléctrica (Guilsanz, 2007).

Según Otazú (2009), al añadir nutrientes al agua, la conductividad eléctrica sube. A mayor contenido

de sales, es mayor la conductividad eléctrica y viceversa. La conductividad eléctrica no debe ser mayor

a 2.0 mS/cm para evitar problemas de fitotoxicidad. Hay fertilizantes que incrementan la conductividad

eléctrica más que otros.

2.9.2 Intervalo de pH

También es conveniente medir el pH de agua y de la solución nutritiva. Un pH óptimo permite la

máxima disponibilidad de nutrientes para las plantas (Otazú 2009).

La mayoría de plantas crecen muy bien con soluciones nutritivas de pH 5 a 6.5. Se considera, en

términos generales, que el mantener la solución en un pH de 6 a 6.5 favorece un crecimiento vegetal

satisfactorio. Esto impide una lesión a la raíz por acidez o alcalinidad. No se aconseja llegar a un pH de

7 porque la mayoría de fósforo (P) se encuentra como HPO4=, cuya velocidad de absorción por la

planta es menor que la de H2PO4- (SECSUELOS, 2002).

Sanz (2003) menciona que, es importante realizar al menos dos análisis químicos al año para conocer si

hay variaciones en la calidad del agua de riego y actuar en el ajuste de solución nutritiva.

17

Es importante disponer de medidores portátiles de conductividad y pH, con objeto de comprobar

periódicamente, estas características en la solución nutritiva (Sanz, 2003).

2.9.3 Aspecto microbiológico

Aguas de pozos superficiales, especialmente ubicados cerca de centros urbanos, probablemente estén

contaminadas con bacterias como Pectobacterium. Aguas cuya fuente es sospechosa deben pasar por

un análisis microbiológico. Hay filtros especiales para minimizar estos riesgos. Si es posible, el agua

debes ser filtrada antes de ir al tanque de nutrientes (Otazú, 2009).

2.10 Nutrición mineral en plantas superiores

Como toda especie vegetal, la papa requiere para su desarrollo de 16 elementos químicos que se

denominan nutrientes esenciales. De estos el Carbono (C), Hidrógeno (H) y el Oxígeno (O) provienen

del aire y del agua. Al Nitrógeno (N), Fósforo (P) y al Potasio (K) se les denomina nutrientes

primarios. Al Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y Azufre (S) se les denomina nutrientes secundarios. Los

nutrientes primarios y secundarios constituyen los macronutrientes. Los elementos Hierro (Fe), Cobre

(Cu), Zinc (Zn), Manganeso (Mn), Boro (B), Molibdeno (Mo), Cloro (Cl) y Níquel (Ni) son

denominados micronutrientes. Elementos menores o trazas: Cobalto (Co), Sodio (Na) y Silicio (Si)

(CORPOICA, 2000).

2.10.1 Nitrógeno

El nitrato (NO3-) y el amonio (NH4

+) son las principales fuentes de nitrógeno inorgánico tomados por

las raíces de las plantas. La función más importante es involucrarse en la fotosíntesis, por ser

constituyente de la molécula de clorofila (Muñoz, 2000).

Una insuficiente nutrición en nitrógeno causa vegetación raquítica, la planta se debilita, se desarrolla

poco, las hojas permanecen pequeñas, adquieren una notable rigidez y toman un color verde

amarillento; el pecíolo se acorta y las nerviaciones son más pronunciadas, ya que el desarrollo de las

partes suculentas se retrasa. Debido a que el elemento es muy móvil en las plantas, la deficiencia se

observa primero en las hojas más viejas, ya que hay un desplazamiento a las más jóvenes (Navarro,

2003).

Cantidades excesivas de nitrógeno origina plantas muy suculentas con pocas partes leñosas,

disminución muy marcada del desarrollo de las raíces y con un amplio desarrollo vegetal aéreo. Las

hojas toman un color verde muy oscuro (Navarro, 2003). Por otro lado se retrasa la tuberización,

ocasionando un alargamiento del período vegetativo (Arce, 2002).

2.10.2 Fósforo

El fósforo es esencial para el crecimiento de la papa y no puede ser sustituido por ningún otro

nutriente. Las plantas lo absorben como ión (H2PO4-) o como (HPO4

-2) (Contreras, 2009).

18

Bertsch, (1995), indica que el cultivo de papa requiere suministro continuo de fósforo durante su

crecimiento. Los períodos en los que consume mayores cantidades de fósforo son los de brotación,

enraizamiento, floración y formación de semilla.

El fósforo es un componente esencial del material genético del núcleo celular. Por eso la deficiencia de

fósforo da lugar al raquitismo y al retraso de la maduración, órganos reproductivos, la iniciación floral

se retrasa, disminuye el número de flores, y en particular se limita la formación de semilla (Thompsom,

2002).

El fósforo promueve la rápida formación y crecimiento de las raíces e interviene en el número y

tamaño de los tubérculos. Como consecuencia de la deficiencia de P, las raíces se atrofian y hay baja

producción (Contreras, 2009).

2.10.3 Potasio

Es requerido en grandes cantidades por las plantas pues es muy importante para todo el metabolismo.

Este nutriente está relacionado con el mantenimiento del balance iónico de las células. El potasio es

asimilado en grandes cantidades por la planta, y su carencia durante el crecimiento acorta el período

vegetativo en detrimento del rendimiento (Contreras, 2009).

La deficiencia de potasio se manifiesta por el tono verde obscuro anormal de la planta y la

decoloración y bronceado de la hoja, que termina necrosándose, especialmente en las puntas y en los

márgenes de las hojas bajeras (Contreras, 2009).

Según (Bertsch, 1995), la apertura de las flores y el llenado de los frutos son períodos en donde la

planta de papa requiere de mayor cantidad de este elemento; cerca de dos tercios de la absorción total

de potasio ocurre durante el crecimiento de los tubérculos.

Villagarcía y Ramírez (1991), mencionan que la deficiencia de potasio puede afectar la producción de

varias maneras.

Tubérculos más pequeños

Menores rendimientos

Mayor susceptibilidad al “magullado”

Menor contenido de almidón y mayor contenido de azúcares

Mayor susceptibilidad a enfermedades.

2.10.4 Calcio

Este elemento es importante en la síntesis de pectina de la lámina media de la pared celular. También

está involucrado en el metabolismo o formación del núcleo y las mitocondrias. Así pues es un

elemento de extraordinaria importancia para la mayoría de las plantas por lo que una reducción severa

determina el deterioro y la muerte de estas (Rodríguez, 2008)

19

La clorosis de los márgenes de hojas jóvenes, el encorvamiento de puntas foliares y la formación de

raíces atrofiadas e incoloras son síntomas característicos de la deficiencia de calcio. Puesto que la

mayor parte del calcio de la planta se inmoviliza una vez depositado, su deficiencia es más impactante

en tejidos jóvenes. La deficiencia de calcio en el cultivo de papa se manifiesta con tubérculos pequeños

y deformes (Valverde, 1998).

2.10.5 Magnesio

La mayoría de las plantas lo requieren en grandes cantidades es decisivo en las reacciones de

metabolismo energético (transferencia de fosfato, síntesis de ácidos nucléicos, carboxilación y

descarboxilación), así como en la síntesis de constituyentes del núcleo, cloroplasto y ribosoma

(Cakmak, 2010).

Finalmente, el magnesio constituye parte integrante de la molécula de clorofila y es, por lo tanto,

esencial en la fotosíntesis. Los síntomas de deficiencia de magnesio son muy característicos, se

desarrolla clorosis entre las nervaduras foliares o pueden aparecer pigmentos brillantes de color rojo,

naranja, amarillo o púrpura. Puesto que el magnesio es muy soluble y rápido de transporte por toda la

planta, los síntomas de su deficiencia generalmente aparecen primero en las hojas maduras (Sierra,

2002).

Por otra parte, se deteriora la exportación de carbohidratos desde la fuente (hojas) a la demanda

(tubérculos), generando disminución en el contenido de almidón en los tejidos de almacenamiento

como los tubérculos de papa (Marschner, 1995).

2.10.6 Azufre

El azufre es un constituyente de los aminoácidos, cisteína y metionina, y por lo tanto de las proteínas.

Ambos aminoácidos son precursores de otros compuestos que contienen azufre como coenzimas y

productos vegetales secundarios (Vásquez et al., 2005).

El azufre es necesario en la formación de la clorofila a pesar de no ser constituyente de la misma.

Además, interviene en la formación de compuestos que imparten resistencia a la sequía y al frío

(Vásquez et al., 2005).

Thompsom y Troeh (2002), Mencionan que la sintomatología de las deficiencias de azufre y nitrógeno

es muy parecida; ambas se hallan relacionadas con deficiencias proteínicas y de clorofila. Sin embargo,

el color pálido de la deficiencia de nitrógeno tiene a presentarse, de manera más aparente, en hojas

viejas; mientras que en el caso del azufre, la palidez afecta también a las más jóvenes.

2.10.7 Hierro

El Hierro es un catalizador en la formación de clorofila y transporte de oxígeno. Este es esencial para la

síntesis de proteínas y ayuda a formar algunos sistemas respiratorios enzimáticos. Tiene funciones en

la transferencia de energía. (León, 2004).

Dentro de la planta es un elemento poco móvil y los primeros síntomas de deficiencia aparecen en las

hojas superiores como manchas cloróticas, en las que al principio las nervaduras se mantienen verdes;

20

posteriormente, la totalidad de la hoja se torna amarillo – blancuzco, y en las últimas etapas, dichas

hojas mueren al irse quemando desde los bordes hacia el centro (Sánchez, 1998).

Estudios realizados por Dobermann (2000) muestran que, la excesiva absorción de Fe incrementa la

actividad de la polifenol oxidasa, lo que conduce a la producción de fenoles oxidados, proceso que

causa el bronceamiento de las hojas.

2.10.8 Cobre

El Cobre es un microelemento componente de la proteína del cloroplasto denominada plastocinina, que

toma parte en el sistema de transporte de electrones en el fotosistema I y II; también participa en el

metabolismo de las proteínas y carbohidratos, en la fijación del N atmosférico, y es un componente de

las enzimas (citocromo oxidasa, polifenol oxidas y ácido ascórbico oxidasa), las cuales reducen el

oxígeno molecular (O2), al catalizar procesos de oxidación. (Favela, 2006).

El síntoma típico de deficiencia es una clorosis intervenal, seguida de una necrosis y un curvado de las

hojas hacia el envés. Los síntomas se manifiestan primero en las hojas jóvenes, en las cuales se expresa

la escasa distribución de cobre (Favela, 2006).

Puesto que el cobre presenta escasa movilidad en la planta, la sintomatología de las deficiencias es más

evidente en los órganos nuevos y crecimientos recientes (Thompsom, 2002).

La toxicidad por cobre puede inducir deficiencia de hierro. La toxicidad por Cu afecta a la división

celular a nivel del ápice radicular (la punta de la raíz), a la elongación radicular y también a la

organización del sistema radicular en general. Esto no significa que las raíces sean más sensibles a las

altas concentraciones de cobre, sino que son los sitios de acumulación preferencial del cobre cuando el

suministro externo es grande; mientras que, el transporte al vástago es altamente restringido (Corrales,

2011).

2.10.9 Manganeso

El manganeso, como el hierro, es un elemento de escasa movilidad en la planta. Los síntomas de

deficiencia aparecen, primero, en las hojas jóvenes. La semejanza entre el manganeso y el hierro da

lugar a una forma de competencia entre ambos. Los síntomas de toxicidad férrica corresponden a los de

deficiencia de manganeso y viceversa (Thompsom, 2002).

En muchos casos los síntomas de toxicidad por manganeso se presentan como clorosis intervenal,

necrosis y formación de bordes ondulados de color marrón en las hojas maduras. Estas ondulaciones

marrones contienen depósitos de óxidos de manganeso y polifenolesoxidados (Rodríguez, 2010).

En las nervaduras de las hojas con deficiencia de manganeso, se presenta una franja verde sobre un

fondo pálido o amarillo del resto de la hoja. Los bordes de la hoja permanecen verdes. En algunos

casos las hojas tienden a enrollarse en los márgenes hacia el envés (IMPOFOS, 1997).

21

2.10.10 Boro

Es regulador de funciones fisiológicas como el metabolismo del nitrógeno, estimula la absorción de

otros nutrientes y participa en el metabolismo del calcio (IMPOFOS, 1997).

Es de lenta movilidad, razón por la cual los primeros síntomas de deficiencia aparecen en los tejidos

meristemáticos. Los síntomas de deficiencia se presentan en los ápices y en las hojas jóvenes. La planta

sufre una detención del crecimiento. Los entrenudos se acortan, las hojas se deforman y el diámetro de

los pecíolos se incrementa. (Favela, 2006).

El síntoma visible más común en las plantas expuestas a un exceso de Boro es la presencia de

quemaduras, que aparecen como parches cloróticos y/o necróticos a menudo en los márgenes y en las

puntas de las hojas maduras, además yemas apicales muertas, abscisión de brotes jóvenes y presencia

de lesiones en forma de acorchamientos de color marrón junto a tallos y pecíolos. Las raíces se tornan

de color marrón oscuro, cortas, gruesas y las raicillas tienden a morir. En el cultivo de la papa la

deficiencia de boro es más notoria en los tubérculos que en el resto de tejidos, pues el sabor y el color

del tubérculo están vinculados con la nutrición de este nutriente (Cervilla, 2009).

2.10.11 Zinc

El Zinc es esencial para muchos sistemas enzimáticos de la planta, está involucrado en la síntesis de

proteínas, controla la producción de importantes reguladores de crecimiento y está directamente

relacionado con la producción normal de la clorofila (León, 2004).

Las plantas deficientes se caracterizan por presentar cantidades muy bajas de auxinas y hojas pequeñas,

de color amarillo- pálido con crecimiento débil (IMPOFOS, 1997).

También se produce una reducción en la lámina foliar, con ápices curvos hacia el interior, decoloración

amarilla entre las nervaduras, a manera de manchas que se generalizan cubriendo gran parte del área

foliar (León, 2004).

León (2004), menciona que, el exceso de zinc provoca un antagonismo químico de hierro y

principalmente de magnesio.

22

III. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1. Ubicación

El ensayo se ubicó, en el INIAP, Estación Experimental Santa Catalina la cual tiene las siguientes

características, Cuadro 3.

Cuadro 3. Ubicación del sitio experimental. Cutuglahua, Pichincha. 2015.

UBICACIÓN DESCRIPCIÓN

Provincia Pichincha

Cantón Mejía

Parroquia Cutuglahua

Altitud 3058 msnm

Longitud 78º33’ O

Latitud 00º22’ S

Fuente: Estación meteorológica Izobamba, ubicada en la EESC-INIAP. 2015

3.1.1 Características ambientales del invernadero

El ensayo se ubicó en un invernadero del INIAP, el cual tiene las siguientes condiciones higrotérmicas,

Cuadro 4.

Cuadro 4. Características higrotérmicas del invernadero para evaluar el sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de calidad. Cutuglahua, Pichincha. 2015.

CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES DESCRIPCIÓN

Temperatura máxima promedio 28.0oC

Temperatura mínima promedio 9.3oC

Temperatura promedio

Humedad relativa

18.6°C

62.4 %

Fuente: Datos tomados con HOBBO durante el ciclo del cultivo.

23

3.2 Materiales y Equipos

3.2.1 Material biológico experimental

Plantas in vitro

- Superchola

- INIAP – Victoria

3.2.2 Materiales de Invernadero

- Fertilizantes,

- Fungicidas y pesticidas,

- Letreros,

- Guantes desechables,

- Cámara fotográfica,

- Bisturí,

- Cinta métrica.

3.2.3 Equipos de Invernadero

- Invernadero,

- Planchas de espumaflex (2.18 m x 0,99 m),

- Plástico doble ancho (9 mm),

- Oxigenadores,

- Termómetro de máxima y mínima,

- Balanza de precisión,

- Esponjas,

- Listones de metal,

- Bomba mochila.

3.2.4 Materiales y equipos de oficina

- Calculadora,

- Computador,

- Libro de campo.

3.3 Factores en estudio

3.3.1 Variedades de papa (V)

v1: Superchola

v2: INIAP – Victoria

24

3.3.2 Soluciones Nutritivas (S)

s1: Solución Dinámica (Recomendación INIAP). Anexo 2 y 3.

s2: Solución Estática (Recomendación Proyecto KOPIA). Anexo 4.

3.3.3 Tratamientos

Los tratamientos a evaluar en el presente estudio resultan de la interacción entre los factores en estudio:

Variedades (V) y Soluciones (S) se presentan en el Cuadro 5.

Cuadro 5. Tratamientos para evaluar el sistema de raíz flotante con dos variedades y dos soluciones

nutritivas. Cutuglahua - Pichincha 2015.

3.4 Unidad experimental

La unidad experimental estuvo representada por un módulo rectangular de 1.10 m de largo x 1.00 m de

ancho (1.10 m2) sobre la cual se dispuso una plancha de espumaflex en las cuales se ubicaron las

plantas in vitro. La parcela neta tuvo un área de 0.81 m2 (0.90 m x 0.90 m) eliminando las plantas que

se encontraban en los bordes de cada módulo.

3.5 Análisis estadístico

3.5.1 Diseño experimental

Para esta investigación se implementó un Diseño de Bloques Completos al Azar con seis repeticiones.

En el desarrollo del ciclo del cultivo no se pudieron evaluar los tratamientos que contenían la solución

Coreana debido a que las plantas no se desarrollaron en este medio y no se pudieron tomar las variables

propuestas, por lo que para el análisis solo se tomó en cuenta los tratamientos que se desarrollaron en

la solución nutritiva dinámica, por lo cual para el análisis estadístico se realizó una prueba de “t” de

student pareada con seis observaciones.

Tratamiento Código Interpretación

t1 v1s1 Superchola x Solución Dinámica

Superchola x Solución Estática

INIAP - Victoria x Solución Dinámica

INIAP - Victoria x Solución Estática

t2 v1s2

t3 v2s1

t4 v2s2

25

Cuadro 6. Tratamientos para evaluar el sistema de raíz flotante con dos variedades. Cutuglahua -

Pichincha 2015.

3.5.2 Características del área experimental

Tamaño del módulo: 1.10 m x 1.00 m = 1.10 m2

Parcela Neta: 0.90 m x 0.90 m = 0.81 m2

Número de plantas por módulo: 20 plantas/ m2

Número de plantas por parcela neta: 6 plantas por parcela neta

Número de Tratamientos: 2

Número de observaciones: 6

3.6 Variables y métodos de evaluación

3.6.1 Días a la cosecha

Se registró el número de días transcurridos desde el trasplante hasta cuando las plantas de la parcela

neta presentaron tubérculos con un peso mínimo de 8 a 10 gramos (Cayambe y Montesdeoca, 2011).

3.6.2 Número de tubérculos por planta

Se contó el número de tubérculos obtenidos de cada planta perteneciente a la parcela neta; tomando en

cuenta todos los tubérculos incluso aquellos que presentaron deformaciones. La variable se expresó en

número de tubérculos por planta (Arias y Montesdeoca, 2009).

3.6.3 Número de tubérculos por parcela neta

Una vez realizada la cosecha dentro de la parcela neta, se procedió a contar el número de tubérculos

obtenidos; tomando en cuenta todos los tubérculos incluso aquellos que presentaron deformaciones. La

variable se expresó en número de tubérculos por parcela neta (Cayambe y Montesdeoca, 2011).

3.6.4 Porcentaje de extracción de semilla

Se seleccionaron los tubérculos sanos y uniformes. El número de tubérculos seleccionados se dividió

para el número total de tubérculos producidos, se multiplicó por 100 y se expresó en porcentaje, (Arias

y Montesdeoca, 2009).

Tratamiento Código Interpretación

t1 v1s1 Superchola x Solución Dinámica

INIAP - Victoria x Solución Dinámica

t2 v2s1

26

3.6.5 Número de tubérculos por categoría

Después de la cosecha, se procedió a pesar y contar los tubérculos por metro cuadrado, los que fueron

clasificados por tamaño según los descrito por (Pinza, 1997). Esta variable se expresó en número de

tubérculos por categoría.

3.7 Manejo específico del experimento

3.7.1 Fase de invernadero

En el invernadero se dispuso de veinte y cuatro módulos rectangulares (pozas de cemento), de 1 m de

ancho x 1.10 m de largo x 0.40 m de altura; los cuales estuvieron cubiertos internamente con plástico

negro para tener la oscuridad necesaria para el crecimiento de las raíces de las plantas.

Por razones exclusivas del experimento, cada módulo representó un tratamiento; en cada uno se alojó

cada solución nutritiva por cada repetición.

Se contó con un sistema de oxigenación tanto para el agua como para la solución nutritiva, a través de

oxigenadores que fueron colocados en la parte externa de cada módulo.

3.7.2 Instalación de las planchas de espumaflex

En la parte superior de las pozas oscuras se colocaron planchas de espumaflex, a fin de cubrir la

superficie designada como parcela del experimento.

3.7.3 Transplante

Se realizó cuando las plántulas in vitro tenían una altura de 5 a 6 cm, bajo el sistema de plantación

“rectangular”. La distancia para las variedades INIAP-Victoria y Superchola es de 25 cm entre plantas

y 22 cm entre hileras.

3.7.4 Aporque

A los 45 días después del transplante se realizó el aporque de la siguiente manera: utilizando un bisturí

estéril se eliminó 4-5 ramillas ubicadas en la base de las plantas cuando estas alcanzaron una altura

aproximada de 20 cm. Antes de efectuar el aporque en la siguiente planta, se desinfectó el bisturí en

una solución de hipoclorito de sodio al 5%.

Se dejó cicatrizar el tallo de las plantas por 2 días y luego se lo introdujo en el interior del módulo

hasta el nivel en que se encontró la siguiente ramilla.

3.7.5 Tutoreo

Se efectuó después del aporque. Se utilizó una malla plástica de 20 x 20 cm la cual se colocó cada 20

cm por encima de los módulos y fue sujetada a los postes metálicos ubicados en cada esquina de la

poza.

27

3.7.6 Controles fitosanitarios

Desde el inicio del ensayo se instalaron trampas con plástico de color amarillo para detectar la

presencia de "mosca minadora" (Liriomyza huidobrensis) y áfidos. Se contó también con trampas

provistas de dos tipos de feromonas para detectar la presencia de polillas (Symmetrischema tangolias,

Tecia solanivora) estas fueron colocadas fuera del invernadero. El control de plagas y enfermedades se

realizó, utilizando productos preventivos y/o curativos. Para enfermedades foliares (Oidium

leucoconium, Phytophthora infestans) se aplicó de forma alternada, fungicidas sistémicos y de contacto

(Dimetomorf 9%, Mancozeb 60% y Bupirimato, 1.5 g/litro).

3.7.7 Fertilización

En el sistema de raíz flotante, la fertilización se realizó disolviendo las soluciones nutritivas en el agua

de cada uno de los módulos. Se utilizó las soluciones nutritivas recomendadas para el cultivo de papa

por el INIAP y el Proyecto KOPIA. Anexos 2 y 4 respectivamente.

3.7.8 Cosecha

La cosecha se realizó en forma manual cuando el tubérculo alcanzó la madurez y el peso adecuado.

Los tubérculos obtenidos se contabilizaron, clasificaron, pesaron y se los colocó en bandejas de

plástico para ser almacenados a una temperatura de 5°C.

28

IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1. Días a la cosecha

Para la variable días a la cosecha no se encontró significancia estadística entre tratamientos pero si

diferencias matemáticas, como lo muestra el Cuadro 7, en el cual, se puede observar que el menor

promedio tuvo la variedad INIAP – Victoria con 147 días a la cosecha en comparación con la variedad

Superchola con 167 días a la cosecha. Investigaciones realizadas por Jaramillo, (2012) mostraron que,

la variedad Superchola fue el genotipo que más días tardó en florecer, parámetro que se toma en cuenta

para diferenciar un material precoz de un tardío. Del mismo modo Horton, (1992) menciona que

variables como la madurez de un cultivo, son características genéticas de cada genotipo, por lo que se

puede mencionar que la variedad INIAP-Victoria es un genotipo más precoz que la variedad

Superchola. Por otra parte, el sistema de raíz flotante al ser un método de producción hidropónico hace

que el ciclo de cosecha se acorte, ya que al existir un suministro adecuado de nutrientes, el crecimiento

de los tubérculos es acelerado (Alvarado et al., 2001). Además de esto durante el desarrollo del cultivo

se presentó una ligera contaminación, lo que originó que la cosecha se adelantara, acortando de esta

forma el ciclo de cultivo de la variedad Superchola, ya que estudios realizados en campo muestra que

esta tiene un ciclo de 190 días a la cosecha con respecto a la variedad INIAP-Victoria con 130 a 150

días.

Cuadro 7. Promedios para días a la cosecha en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

Variedades Días a la cosecha

INIAP – Victoria 147

Superchola 167

Gráfico 1. Días a la cosecha en la evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de semilla

de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

147

167

130

140

150

160

170

I-Victoria Superchola

Día

s a

la

co

sech

a

Variedades

Días a la cosecha

I-Victoria

Superchola

29

4.2. Número de tubérculos por planta

La prueba de “t” de student pareada a dos colas, Cuadro 8, establece diferencias significativas al 1%

de probabilidad para número de tubérculos por planta.

Los datos obtenidos muestran que la variedad INIAP – Victoria tuvo una producción mayor (169.94

tub/plt), que la variedad Superchola (48.16 tub/plt), Cuadro 9 y Gráfico 2. Estrada (1994), menciona

que el número de tubérculos por planta esta genéticamente determinado en cada variedad, además de

esto Sands et al., (1979) indica que, la planta podrá formar tantos tubérculos como su genética le

permita expresar bajo condiciones específicas de manejo, es por esto que durante el desarrollo de la

investigación al presentarse una contaminación, produjo que la cosecha se adelantara y se obtuviera

una menor cantidad de tubérculos por planta para la variedad Superchola, la cual no pudo completar su

ciclo productivo, disminuyendo de esta forma el potencial de la variedad (Espinoza, 2006). Por otra

parte Kim, (2013) señaló que una variedad puede adaptarse mejor que otra a estos sistemas, lo que

puede originar que el rendimiento sea mayor, siempre y cuando las condiciones del cultivo no se vean

afectados por factores externos como ya se indicó anteriormente.

Cuadro 8. Prueba de “t" pareada para la variable número de tubérculos por planta en la evaluación del

sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía. 2015.

Número de tubérculos/planta Sig. (bilateral)

Observaciones I- Victoria Superchola

0.006921 **

1 94.33 29.32

2 169.50 85.50

3 133.75 18.16

4 186.07 80.53

5 288.14 33.63

6 147.82 41.83 ** = Diferencia significativa al 1%

Cuadro 9. Cuadro de promedios para número de tubérculos por planta en la evaluación del sistema de

raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía.

2015.

Variedad Números de tub/planta

I-Victoria 169.94

Superchola 48.16

30

Gráfico 2. Número de Tubérculos por Planta en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

4.3. Número de tubérculos por parcela neta

La prueba de “t” de student, Cuadro 10, se observan diferencias significativas al 1% en la evaluación

del número de tubérculos por parcela neta.

Sands et al., (1979) mencionó que bajo condiciones específicas de manejo la planta podrá expresar

tantos tubérculos como su genética lo permita, bajo este concepto se ha demostrado que el sistema de

cultivo raíz flotante es una técnica que puede incrementar en gran medida la cantidad de número de

tubérculos por parcela neta en comparación a los datos obtenidos en otros sistemas de producción

como la aeroponía y aero-hidroponía, ya que al tener condiciones nutritivas balanceadas, el cultivo

podrá expresar todo su potencial en cuanto a su rendimiento Chan et al., (2012). Por otra parte, al tener

un mayor número de tubérculos por unidad, provoca que su producción neta también sea mayor, pero

al existir una contaminación, provocó que esta sea reducida.

Cuadro 10. Prueba de “t” pareada para número de tubérculos por parcela neta en la evaluación del

sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015.

Número de tubérculos/pn Sig. (bilateral)

Observaciones I- Victoria Superchola

0.006 **

1 566.00 175.89

2 1017.00 513.00

3 802.50 108.95

4 1116.40 483.16

5 1728.86 201.79

6 886.94 251.00 ** = Diferencia significativa al 1%

169.94

48.16

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

I-Victoria Superchola

Día

s

Variedades

Número de tubérculos por planta

I-Victoria

Superchola

31

Cuadro 11. Cuadro de promedios para número de tubérculos por parcela neta en la evaluación del

sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015.

Variedad Número tub/pn

I-Victoria 1019.62

Superchola 288.97

Gráfico 3. Número de Tubérculos por Parcela Neta en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

4.4. Porcentaje de extracción de semilla

Para la variable porcentaje de extracción de semilla, al realizar la prueba de “t”, Cuadro 12, no se

encontraron diferencias significativas pero si diferencias matemáticas. En el Cuadro 13 y Gráfico 4 se

puede observar que, el mayor porcentaje de extracción de semilla tuvo variedad Superchola en 49.79

%, mientras que la variedad INIAP-Victoria tuvo 44.69 % de extracción de semilla.

Los datos obtenidos concuerdan con Montesdeoca (2005), quien menciona que, al tener un mayor

número de tubérculos hace tengamos una alta tasa de extracción de semilla (60 a 70%), esto se

evidenció en la variedad Superchola ya que como se mencionó anteriormente la contaminación

provocó que la cosecha se adelantara, obteniéndose de esta forma un menor número de tubérculos

infectados, lo que nos llevó a tener una tasa de extracción más alta en comparación con la variedad

INIP – Victoria, en la cual se obtuvo un mayor número de tubérculos por planta y parcela neta pero de

un peso menor al requerido (> a 2 g), ya que al existir la infección los tubérculos no se desarrollaran

correctamente, y se clasificaron como descarte por ser tubérculos deformes e infectados, haciendo que

la tasa de extracción sea más baja para esta variedad.

1019.62

288.96

0,00

200,00

400,00

600,00

800,00

1000,00

1200,00

I-Victoria Superchola

Número de tubérculos/pn

I-Victoria

Superchola

32

Cuadro 12. Porcentaje de Extracción de Semilla en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

% de extracción de semilla

Sig.

(bilateral)

Observaciones I- Victoria Superchola

0.533 ns

1 34.06 45.96

2 60.47 49.01

3 41.06 71.01

4 36.37 43.01

5 54.88 33.33

6 41.31 56.44 ns = Diferencia no significativa

Cuadro 13. Promedios para la variable porcentaje de extracción de semilla en la evaluación del

sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015.

Variedades Porcentaje de extracción

INIAP – Victoria 44.69

Superchola 49.79

Gráfico 4. Porcentaje de Extracción de Semilla en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

44.69 % 49.79 %

Porcentaje de estracción de semilla

I-Victoria

Superchola

33

4.5. Número de tubérculos por categoría

En la investigación no se obtuvieron tubérculos de primera y segunda categoría que sean

representativos para realizar el análisis. La prueba de “t” pareada a dos colas, para número de

tubérculos por categoría, no encontró significancia estadística para las categorías tercera, cuarta y

quinta. Para la categoría sexta, se estableció diferencias estadísticas al 1 %, y para las categorías

séptima y descarte se observó diferencias significativas al 1 %, Cuadro14 y Cuadro15.

Investigaciones realizadas en Corea por Chan et al., 2012, demuestra que el número total de tubérculos

producidos en el sistema de cultivo de raíz flotante es alto, y especialmente, un número

significativamente mayor de tubérculos de menos de 5 g. Kim (2013) menciona que en esta clase de

sistemas de producción se obtienen un mayor número de tubérculos por planta pero de menor tamaño y

peso.

También Farrán y Mingo-Castel (2006), mencionan que al retrasar la cosecha para obtener tubérculos

de mayor tamaño provoca dominancia apical, permitiendo que aumenten de tamaño los tubérculos de

los estolones apicales, mientras que los tubérculos recién formados, permanecen pequeños, esto se

pudo observar en la variedad Superchola ya que produjo menor cantidad de tubérculos pero de mayor

tamaño; mientras que, la variedad INIAP - Victoria, produjo un mayor número de tubérculos por planta

pero de menor tamaño. Por otra parte Chávez (2013) reportó que la variedad INIAP – Victoria estuvo

entre los genotipos con mayor rendimiento, además de esto Cuesta et al., (2011) en el divulgativo No

374, reportaron un 50 % más del rendimiento total comparado con la variedad Superchola que solo

tiene un 26 %.

Se puede mencionar que la producción fue mayor en el caso de la variedad INIAP – Victoria por lo que

ya se reportó anteriormente, la contaminación hizo que la cosecha sea adelantada y por supuesto el

número de tubérculos para categorías se vea reducido en gran medida.

34

Cuadro 14. Prueba de “t” pareada para número de tubérculos por categoría, categoría tercera, cuarta y quinta en la evaluación del sistema de

raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

Número de Tubérculos por Categoría

Observaciones Categoría 3

Sig. (bilateral) Categoría 4

Sig. (bilateral) Categoría 5 Sig.

(bilateral) I- Victoria Superchola I- Victoria Superchola I- Victoria Superchola

1 0 0.32

0.753 ns

0.80 0.63

0.657 ns

2.00 3.79

0.415 ns

2 1.29 1.80 10.71 25.20 31.29 42.60

3 2.50 9.47 14.50 13.58 35.00 14.53

4 0.80 2.21 2.80 8.21 13.20 11.05

5 19.71 0.95 73.71 3.79 103.71 7.58

6 0.71 3.00 1.76 16.00 8.47 23.67 ns = Diferencia no significativa

Cuadro 15. Prueba de “t” pareada para número de tubérculos por categoría, categoría sexta, séptima y descarte en la evaluación del sistema de

raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

Número de Tubérculos por Categoría

Observaciones Categoría 6

Sig. (bilateral) Categoría 7

Sig. (bilateral) Descarte Sig.

(bilateral) I- Victoria Superchola I- Victoria Superchola I- Victoria Superchola

1 34.40 25.89

0.035 *

155.60 50.21

0.007 **

373.20 95.05

0.002 **

2 288.00 113.40 283.71 68.40 402.00 261.60

3 100.50 19.58 176.50 16.74 473.00 31.58

4 124.00 47.68 264.40 138.63 710.40 275.37

5 288.00 16.11 461.14 38.84 780.00 134.53

6 80.47 25.00 274.94 73.00 520.59 109.33 ** = Diferencia altamente significativa al 1%

* = Diferencia significativa al 1%

35

Cuadro 16. Cuadro de promedios para número de tubérculos por categoría en la evaluación del

sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad.

Cutuglagua, Mejía, 2015.

PROMEDIOS

Categoria 3

(tubérculos/pn)

Categoria 4

(tubérculos/pn)

Categoria 5

(tubérculos/pn)

Categoria 6

(tubérculos/pn)

Categoria 7

(tubérculos/pn)

Descarte

(tubérculos/pn)

VARIEDADES

INIAP-Victoria 4.47 17.38 32.28 152.56 269.38 543.2

Superchola 2.96 11.24 17.2 41.28 64.3 151.24

Gráfico 5. Número de Tubérculos por Categoría en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

4,17

17,38

32,28

2,96

11,24

17,20

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

3ra Categoría 4ra Categoría 5ta Categoría

Número de Tubérculos por Categoría

I-Victoria

Superchola

36

Gráfico 6. Número de Tubérculos por Categoría en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

Gráfico 7. Número de Tubérculos por Categoría en la evaluación del sistema de raíz flotante para la

obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

4.6. Solución Nutritiva

Para el factor en estudio soluciones nutritivas, se muestra que una mejor repuesta tuvieron las plantas

con la solución dinámica INIAP, ya que esta solución ha sido correctamente balanceada y ajustada a

los requerimientos de las variedades cultivadas en Ecuador según ensayos realizados por Potosí (2012),

en el sistema de aeroponía, obteniendo buenos resultados, mientras que las plantas en la solución

estática (solución coreana) no se adaptaron, a pesar de que según estudios realizados por Chan et al.,

(2012), muestra un correcto desarrollo de las variedades Coreanas, las cuales son de ciclo más corto

que las nuestras. También se pudo observar que la solución estática no contiene los nutrientes en las

152.56

269.38

41.28 64.30

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

6ta Categoría 7ma Categoría

Númer de Tubérculos por Categoría

I-Victoria

Superchola

543.20

151.24

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

I-Victoria Superchola

Descarte

I-Victoria

Superchola

37

cantidades adecuadas (Anexo 4), según los requerimientos mencionados para las variedades en estudio.

Se debe tomar en cuenta que una solución nutritiva siempre debe tener equilibrio durante todo el ciclo

del cultivo; por lo que está siempre debe cubrir sus requerimientos nutrimentales, de tal manera que se

eviten deficiencias o el consumo en exceso (Favela, 2006).

Es por esto que al existir un desbalance, las plantas disminuyen su crecimiento y a medida que el

desbalance sea mayor, las plantas deberán invertir más energía para absorber el agua y los nutrimentos,

pues a mayor concentración de sales, menor es la absorción; y esto afecta de manera diferencial: la

absorción de SO4 que es más restringida que la de NO3 y H2PO4; el Ca es más afectado que el Mg, y

éste que el K, lo cual ocasiona un desbalance de la solución nutritiva este es un factor que influye en la

pudrición (Favela, 2006).

Ya que la planta no absorbe nutrimentos en la misma cantidad durante el ciclo, y lo hace según la etapa

fenológica y las condiciones climáticas, por lo que el equilibrio iónico es fundamental para el

desarrollo de la planta (Favela, 2006).

38

V. CONCLUSIONES

1. La variedad que mejor se adaptó al sistema de raíz flotante fue INIAP – Victoria para la

producción de semilla de calidad categoría prebásica, debido a que se obtuvieron mayores

rendimientos en cuanto a número de tubérculos por planta, por parcela neta, y número de

tubérculos por categoría en comparación con la variedad Superchola.

2. En el sistema de raíz flotante no se registraron tubérculos de primera y segunda categoría sin

embargo para las categorías, tercera, cuarta, quinta, sexta, séptima y categoría descarte, la que

presentó mayor porcentaje fue la variedad INIAP – Victoria, ya que esta presenta mayor

rendimiento en comparación con la variedad Superchola.

3. La variedad Superchola presentó mayor porcentaje de extracción de semilla ya que al

adelantarse la cosecha la contaminación no afectó en gran medida la producción de esta, pero

en la variedad INIAP – Victoria ocurrió que por tener una mayor producción de tubérculos

menores a 1 g, estos fueron descartados presentando de esta forma un menor porcentaje de

extracción.

4. La solución que mejor se adaptó a este sistema de producción fue la solución dinámica INIAP

ya que las plantas presentaron altos rendimientos en comparación con las plantas de la solución

estática Coreana que no desarrollaron y murieron en su totalidad.

39

VI. RECOMENDACIONES

1. Incluir la variedad INIAP – Victoria para la producción de semilla de calidad bajo el sistema

de raíz flotante, debido a su buen comportamiento agronómico y alta producción.

2. Estudiar plantas (esquejes) provenientes de sustratos para una mejor adaptación de las raíces a

este sistema.

3. Utilizar la solución nutritiva dinámica para la producción de minitubérculos en el sistema de

raíz flotante, ya que las plantas se adaptaron mejor a esta solución.

4. Efectuar estudios sobre otras fuentes de soluciones estáticas para la producción de semilla de

papa pre – básica.

40

VII. RESUMEN

Uno de los factores más influyentes en la producción de semilla de papa es su sanidad integral,

principalmente en la obtención de semilla de calidad y libre de enfermedades. Lamentablemente en el

Ecuador la cantidad de semilla certificada es del 8 % de la superficie nacional, lo quiere decir que

muchos de los agricultores usan su propia semilla, y esto se ve reflejado en los bajos rendimientos de

sus producciones.

En la actualidad se han desarrollado técnicas modernas, como la aeroponía e hidroponía para la

producción de semilla de categorías iniciales. A pesar de que dichas tecnologías son muy buenas de

donde se obtienen tubérculos-semilla de excelente calidad sanitaria, los costos muy altos que cada

tubérculo tiene, se convierte en una limitante para que los pequeños agricultores accedan a ella, es por

esta razón que el PNRT- Papa junto con el proyecto KOPIA han buscado otras alternativas para la

obtención de semilla de calidad y de bajo costo para el agricultor, por lo cual se propuso la evaluación

del sistema de raíz flotante como alternativa a los otros métodos, para la obtención de semilla de

calidad.

En el método de sistema de raíz flotante, las plantas están sumergidas en una solución nutritiva; una

plancha de poliuretano expandido actúa como soporte mecánico, para la parte aérea (tallos y hojas) y

subterránea (raíces) de la planta. Para lograr una buena producción es muy importante airear la

solución nutritiva; esta se puede hacer inyectando aire con un oxigenador, esta acción permite

redistribuir los elementos nutritivos y a su vez oxigenar el agua y evitar las pudriciones de las raíces de

las plantas.

En base a lo anteriormente mencionado y las ventajas que parece tener este método en relación a otros

sistemas de producción de semilla utilizados por el INIAP en la presente investigación se propone los

siguientes objetivos: evaluar la eficiencia de dos variedades de papa (Solanum tuberosum L.) bajo el

sistema de raíz flotante y evaluar la eficiencia de dos soluciones nutritivas bajo el sistema de raíz

flotante.

Los factores en estudio fueron Variedades: v1 (Superchola), v2 (INIAP – Victoria) y Soluciones: s1

(solución dinámica), s2 (solución estática). Se utilizó un Diseño de Bloques Completos al Azar con seis

repeticiones. En el desarrollo del ciclo del cultivo no se pudieron evaluar los tratamientos que

contenían la solución Coreana debido a que las plantas no se desarrollaron en este medio y no se

pudieron tomar las variables propuestas, por lo que para el análisis solo se tomó en cuenta los

tratamientos que se desarrollaron en la solución nutritiva dinámica, por lo cual para el análisis

estadístico se realizó una prueba de “t” de student pareada con seis observaciones. Las variables

evaluadas fueron: días a la cosecha, número de tubérculos por planta, número de tubérculos por parcela

neta, porcentaje de extracción de semilla, número de tubérculos por categoría.

Para el establecimiento del ensayo se utilizó plantas in – vitro, estas plantas fueron trasplantadas

directamente al invernadero, en el cual se dispuso de veinte y cuatro módulos rectangulares (pozas de

cemento), de 1 m de ancho x 1.10 m de largo x 0.40 m de altura; los cuales estuvieron cubiertos

internamente con plástico negro para tener la oscuridad necesaria para el crecimiento de las raíces de

las plantas. Por razones exclusivas del experimento, cada módulo representó un tratamiento; en cada

41

uno se alojó la solución nutritiva por cada observación. Se contó con un sistema de oxigenación tanto

para el agua como para la solución nutritiva, a través de oxigenadores que fueron colocados en la parte

externa de cada módulo.

La instalación de las planchas de espumaflex, se las hizo en la parte superior de las pozas, a fin de

cubrir la superficie designada como parcela del experimento.

El transplante, se realizó cuando las plántulas tenían una altura de 5 a 6 cm, bajo el sistema de

plantación “rectangular”. La distancia para las variedades INIAP-Victoria y Superchola fue de 25 cm

entre plantas y 22 cm entre hileras. A los 45 días después del transplante se realizó el aporque de la

siguiente manera: utilizando un bisturí estéril se eliminó 4-5 ramillas ubicadas desde la base de las

plantas cuando estas alcanzaron una altura aproximada de 20 cm. Antes de efectuar el aporque en la

siguiente planta, se desinfectó el bisturí en una solución de hipoclorito de sodio al 5%. Se dejó

cicatrizar el tallo de las plantas por 2 días y luego se lo introdujo en el interior del módulo hasta el nivel

en que se encontró la siguiente ramilla.

El tutoreo se efectuó después del aporque. Se utilizó una malla plástica de 20 x 20 cm la cual se colocó

cada 20 cm por encima de los módulos y fue sujeta a los postes metálicos ubicados en las esquinas de

las pozas.

Los controles fitosanitarios se realizaron desde el inicio del ensayo, se instaló trampas con plástico de

color amarillo para detectar la presencia de "Mosca minadora" (Liriomyza huidobrensis) y áfidos. Se

contó también con trampas provistas de dos tipos de feromonas para detectar la presencia de Polillas

(Symmetrischema tangolias, Tecia solanivora) estas fueron colocadas fuera del invernadero. El control

de plagas y enfermedades se realizó, utilizando productos preventivos y/o curativos. Para

enfermedades foliares (Oidium leucoconium, Phytophthora infestans) se aplicó de forma alternada,

fungicidas sistémicos y de contacto (Dimetomorf 9%, Mancozeb 60% y Bupirimato, 1.5 g/litro).

La fertilización En el sistema de raíz flotante, se realizó disolviendo las soluciones nutritivas en el agua

de cada uno de los módulos. Se utilizó las soluciones nutritivas recomendadas para el cultivo de papa

por el INIAP y el Proyecto KOPIA.

La cosecha se realizó en forma manual cuando el tubérculo alcanzó la madurez y el peso adecuado.

Los tubérculos obtenidos se contabilizaron, clasificaron, pesaron y se los colocó en bandejas de

plástico para ser almacenados a una temperatura de 5°C.

Los resultados obtenidos establecieron lo siguiente:

La variedad que mejor se adaptó al sistema de raíz flotante fue INIAP – Victoria para la producción de

semilla de calidad categoría prebásica, debido a que se obtuvieron mayores rendimientos en cuanto a

número de tubérculos por planta, por parcela neta, y número de tubérculos por categoría en

comparación con la variedad Superchola.

En el sistema de raíz flotante no se registraron tubérculos de primera y segunda categoría sin embargo

para las categorías, tercera, cuarta, quinta, sexta, séptima y categoría descarte, la que presentó mayor

porcentaje fue la variedad INIAP – Victoria, ya que esta presenta mayor rendimiento en comparación

con la variedad Superchola.

42

La variedad Superchola presentó mayor porcentaje de extracción de semilla ya que al adelantarse la

cosecha la contaminación no afectó en gran medida la producción de esta, pero en la variedad INIAP –

Victoria ocurrió que por tener una mayor producción de tubérculos menores a 1 g, estos fueron

descartados presentando de esta forma un menor porcentaje de extracción.

La solución que mejor se adaptó a este sistema de producción fue la solución dinámica INIAP ya que

las plantas presentaron altos rendimientos en comparación con las plantas de la solución estática

Coreana que no desarrollaron y murieron en su totalidad.

Mediante estos resultados obtenidos se llega a las siguientes recomendaciones:

Incluir la variedad INIAP – Victoria para la producción de semilla de calidad bajo el sistema de raíz

flotante, debido a su buen comportamiento agronómico y alta producción.

Estudiar plantas (esquejes) provenientes de sustratos para una mejor adaptación de las raíces a este

sistema.

Utilizar la solución nutritiva dinámica para la producción de minitubérculos en el sistema de raíz

flotante, ya que las plantas se adaptaron mejor a esta solución.

Efectuar estudios sobre otras fuentes de soluciones estáticas para la producción de semilla de papa pre

– básica.

.

43

VIII. SUMMARY

One of the most influential factors in the production of potato seed is its wholeness, mainly in the

production of quality and disease-free seeds. Unfortunately in the national area of Ecuador only the

8% of the seed is certified as a high quality seed, which means that many farmers use their own seed,

and this is reflected in the low yields of their productions.

Today modern techniques have been developed, such as aeroponics and hydroponics for initial seed

production categories. Although these technologies are very good and are actually from where the

seed tubers are obtain with an excellent healthcare quality, the high costs to obtained each tuber,

becomes a constraint for small farmers to access it, it is for this reason that the PNRT- potato with the

project KOPIA have seek for alternatives to obtain low cost but at the same time high quality seeds

for the farmers, trying to reach this goal a new method named Floating Root System was proposed as

an alternative for obtaining quality seeds.

In the method of floating root system, plants are submerged in a nutritious solution; a sheet of

expanded polyurethane acts as a mechanical support for the aerial (stems and leaves) and ground

(roots) parts of the plant. For good production is very important to aerate the nutritious solution; This

can be done by injecting air with an oxygenator, this action can redistribute nutrients and in turn

oxygenate the water and prevent the roots of the plants to become rotten.

Based on the above information and the advantages that this method seems to have in comparison

with the other seed production systems used by INIAP the following objectives have been proposed:

To evaluate the efficiency of two varieties of potato (Solanum tuberosum L. ) and To evaluate the

efficiency of two nutritious solutions. Both approaches using the Floating Root System method.

The studied factors were: Varieties v1 (Superchola), v2 (INIAP - Victoria) & Solutions s1 (dynamic

solution), s2 (static solution). A randomized block design with six repeat doses per treatment was

used. In the crop cycle development the treatment containing the Korean solution couldn’t be

evaluated because the plants didn´t complete their cycle in this environment and the proposed variables

were not obtain so for the analysis only the treatments containing the dynamic nutritious solution were

taken into account in the development of the crop cycle, so for statistical analysis the "t" test student

pareada was performed with six observations. The variables evaluated were: days to harvest, number

of tubers per plant, number of tubers per net plot, seed extraction percentage, number of tubers per

category.

To establish the trial in- vitro plants were employed, these plants were used to be transplanted directly

to the greenhouse, in which twenty four rectangular modules (cement pools) of 1 m wide x 1.10 m long

x 0.40 m high were utilize; which were covered internally with black plastic to obtain the necessary

darkness for their growth. For the experiment`s exclusive reasons, each module represents a treatment;

in which the nutritious solutions was house for each observation. It counted with an oxygenation

system for both water and the nutritious solution through oxygenators that were placed on the outside

of each module.

44

The instalation espumaflex beds were made and placed on top of water pools, in order to cover the

designated surface plot area of the experiment.

The replanting was performed when the in-vitro seedlings had a height of 5-6 cm. The distance for the

varieties INIAP-Victoria and Superchola were 25 cm between plants and 22 cm between rows, 45 days

after transplanting hilling was performed, as follow: when they reached 20 cm, 4-5 twigs were

removed from the base of the plant using a sterile scalpel. Before hilling the next plant, the knife was

sterilized using a 5% solution of sodium hypochlorite. The stems were giving 2 days to heal then they

were pushed further in the espumaflex bed (module) until reaching the level in which the closest twig

from the espumaflex was found.

Plants were supported with a plastic mesh after the hilling. A plastic mesh of 20 x 20 cm which was

placed 20 cm above each of the modules and was fastened to steel posts located on each corner of the

pool was used.

The plant phytosanitary inspections were made from the baseline of the experiment. Yellow plastic

traps were installed to detect the presence of "Leaf miner Fly” (Liriomyza huidobrensis) and aphids.

Two types of pheromones traps were also used to detect the presence of moth (Symmetrischema

tangolias, Tecia solanivora), these were placed outside the greenhouse. Control of pests and diseases

was conducted, using preventive products and / or curative. Systemic and contact fungicides

(Dimethomorph 9%, 60% and Bupirimate Mancozeb, 1.5 g / liter) were used in an alternating manner

to prevent foliar diseases (Oidium leucoconium, Phytophthora infestans).

The fertilization in the floating root system was held dissolving the nutritious solutions in the water of

each one of the modules. The Recommended nutritious solutions for growing potatoes by INIAP and

KOPIA Project were used.

The harvest was performed manually when the tubers reached maturity and proper weight. Obtained

tubers were counted, sorted, weighed and placed in plastic trays to be stored at a temperature of 5°C.

The results established that:

The INIAP Victoria variety - was adapted the best to the floating root system, as it recorded the highest

values regarding: number of tubers per plant (169.94 tub / plt) for net plot (1019.62 tub/ pn), and

number of tubers per category compared to Superchola variety.

The floating root system did not record tubers with first and second category however for categories,

sixth, seventh and discard category, INIAP Victora presented the highest precentage since it offered the

highest performance compared to the Superchola variety.

Superchola variety showed higher percentage of seed extraction since by harvesting a bit earlier

pollution did not affect greatly the production of this, but in the variety INIAP - Victoria because

45

having a greater production of tubers weighing less than 1 g these were discarded, thus presenting a

lower percentage of extraction.

The solution that best adapted to this production system was the INIAP dynamic solution because

plants showed high yields compared with the Korean static solution plants that did not develop and

died in full.

Using these results we reach the following recommendations:

Include variety INIAP - Victoria for the production of quality seeds under the floating root system, due

to its good agronomic performance and high production.

Studying plants (cuttings) from substrates to better adapt to the roots of this system.

Use dynamic nutritious solution for the production of mini-tubers in the floating root system, since

plants adapted better to this solution.

Conduct studies on other sources of static solutions for the production of pre – basic potato seed.

46

IX. REFERENCIAS

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X&ei=ewDrUIHKCfDJ0AGy6IHYAg&redir_esc=y#v=onepage&q=alimentos %20que %20tienen

%20altos %20contenidos %20de %20hierro %20y %20zinc&f=false [Consulta 10 de Marzo de 2015]

52

X. ANEXOS

Anexo 1. Croquis del ensayo

N

1,00m

II

v1s1

v2s2

1.10m

III

v2s2

v1s2

VIII

v2s2

v1s1

V

v2s1

v1s2

v1s2

2,20m

v2s1

v2s1

v1s1

v2s1

v1s2

v2s1

v1s1

VI

v2s1

v1s2

I

v1s2

v2s1

IV v1s2

v2s1

VII

v1S1

v2s2

v2s2

v1s1

v1s1

v2s2

v1s1

v2s2

v2s2

v2s1

EN

TR

AD

A

53

Anexo 2: Dosis de fertilizante de la solución nutritiva dinámica a utilizarse en cada etapa del cultivo.

Solución Nutritiva Dinámica Inicial

ppm

FUENTE % g/m3 g/l Ca N Mg S K P Fe Mn B Zn Cu Mo

150 190 45 70 200 40 3 0,4 0,13 0,074 0,038 0,036

Nitrato de Calcio 789,47 0,79 Ca 19 150 N 15,5 122,37

Nitrato de Amonio 193,23 0,19

N 35 67,63 Sulfato de Magnesio 450 0,45 45

Mg 10 58,5 S 13

Sulfato de Potasio 63,89 0,06 33,22

K 52 11,5

S 18

Muriato de Potasio 277,96 0,28 166,8

K 60

Ácido Fósforico 109,38 0,11 40

P 32

Quelato de Hierro 20 0,02

Fe 5 3

Cu 0,19 0,038

Mn 2 0,4

Zn 0,37 0,074

B 0,65 0,13

Mo 0,18 0,036

54

Anexo 3: Solución Nutritiva Dinámica Final

ppm

FUENTE % g/m3 g/l Ca N Mg S K P Fe Mn B Zn Cu Mo

150 150 45 92 260 45 3 0,4 0,13 0,074 0,038 0,036

Nitrato de Calcio 789,47 0,71

Ca 19 150

N 15,5 122,37

Nitrato de Amonio 193,23 0,11

N 35 67,63

Sulfato de Magnesio 450 0,45 45

Mg 10 58,5

S 13

Sulfato de Potasio 63,89 0,19 33,22

K 52 11,5

S 18

Muriato de Potasio 277,96 0,27 166,8

K 60

Ácido Fósforico 109,38 0,11 45

P 32

Quelato de Hierro 20 0,02

Fe 5 3

Cu 0,19 0,038

Mn 2 0,4

Zn 0,37 0,074

B 0,65 0,13

Mo 0,18 0,036

55

ANEXO 4: Concentración de la Solución Estática Utilizada para la Fase del Cultivo

Solución Estática

1 ppm (una parte por millón) = 1 mg/litro

pH = 5.5 – 6.5

CE = 1.00 – 1.80 mhos/cm

SOLUCION NUTRITIVA

NUTRIENTES %

Nitrógeno (N) 7

Fósforo (P) 3

Potasio (K) 4

Magnesio (Mg) 1.5

Boro (B) 0,5

Manganeso (Mn) 0,2

Zinc (Zn) 0,1

Hierro (Fe) 0,1

Amino Ácidos

Ácidos orgánicos

56

ANEXO 5: Base de datos de la variable número de tubérculos por categoría para la evaluación del sistema de raíz flotante para la obtención de

semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

Variedad Soluciones Repet Categoría 1 Categoría 2 Categoría 3 Categoría 4 Categoría 5 Categoría 6 Categoría 7 Descarte

I-Victoria INIAP 1 0.00 0.00 0.00 0.80 2.00 34.40 155.60 373.20

I-Victoria INIAP 2 0.00 0.00 1.29 10.71 31.29 288.00 283.71 402.00

I-Victoria INIAP 3 0.00 0.50 2.50 14.50 35.00 100.50 176.50 473.00

I-Victoria INIAP 4 0.00 0.80 0.80 2.80 13.20 124.00 264.40 710.40

I-Victoria INIAP 5 0.00 2.57 19.71 73.71 103.71 288.00 461.14 780.00

I-Victoria INIAP 6 0.00 0.00 0.71 1.76 8.47 80.47 274.94 520.59

Superchola INIAP 1 0.00 0.00 0.32 0.63 3.79 25.89 50.21 95.05

Superchola INIAP 2 0.00 0.00 1.80 25.20 42.60 113.40 68.40 261.60

Superchola INIAP 3 0.32 3.16 9.47 13.58 14.53 19.58 16.74 31.58

Superchola INIAP 4 0.00 0.00 2.21 8.21 11.05 47.68 138.63 275.37

Superchola INIAP 5 0.00 0.00 0.95 3.79 7.58 16.11 38.84 134.53

Superchola INIAP 6 0.00 1.00 3.00 16.00 23.67 25.00 73.00 109.33

57

ANEXO 6: Registro de datos de las variables evaluadas en la evaluación del sistema de raíz flotante

para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

Variedad Soluciones Repet días a la

cosecha

Número de

tubérculos/plt

Número de

tubérculos/pn

% de estracción

de semilla

I-Victoria INIAP 1 147 94.33 566.00 34.06

I-Victoria INIAP 2 147 169.50 1017.00 60.47

I-Victoria INIAP 3 147 133.75 802.50 41.06

I-Victoria INIAP 4 147 186.07 1116.40 36.37

I-Victoria INIAP 5 147 288.14 1728.86 54.88

I-Victoria INIAP 6 147 147.82 886.94 41.31

Superchola INIAP 1 167 29.32 175.89 45.96

Superchola INIAP 2 167 85.50 513.00 49.01

Superchola INIAP 3 167 18.16 108.95 71.01

Superchola INIAP 4 167 80.53 483.16 43.01

Superchola INIAP 5 167 33.63 201.79 33.33

Superchola INIAP 6 167 41.83 251.00 56.44

58

ANEXO 7: Sistema de raíz flotante para la obtención de semilla de papa (Solanum tuberosum) de

calidad. Cutuglagua, Mejía, 2015.

Fuente: Centro de Investigación para la Agricultura de Tierras Altas, RDA

1. Compresor de aire

2. Superficie de cobertura

3. Burbujas de aire (oxígeno)

4. Solución de nutrientes y micro tuberización

1

2

3

4

59

XI. APÉNDICE

Fotografías del ensayo

Foto 1: Construcción de módulos Foto 2: Colocación de oxigenadores

Foto 3: Adecuación espumaflex para transplante Foto 4: Llenado de módulos

Foto 5: Transplante al sistema de raíz flotante Foto 6: Adaptación de plantas al sistema

60

Foto 7: Plantas a los 20 días Foto 8: Plantas a los 35 días

Foto 9: Aporque de plantas Foto 10: Plantas a los 45 días

Foto 11: Tutoreo de plantas Foto 12: Plantas a los 65 días

61

Foto 13: Inicio de floración Foto 14: Etapa de floración

Foto 15: Sistema radicular Foto 16: Inicio de tuberización I - Victoria

Foto 17: Inicio de tuberización Superchola Foto 18: Tuberización I – Victoria

62

Foto 20: Tuberización Superchola Foto 21: Clasificación por categorías

Foto 22: Almacenamiento I – Victoria Foto 23: Almacenamiento Superchola