Año 2020. Agricultura y Silvicultura. Edición Especial (Octubre)
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Efecto de diferentes sustratos en el crecimiento vegetativo de
vitroplantas de piña (Anana comosus L. Merr) var. Perolera
Effect of different substrates on the vegetative growth of pineapple (Anana comosus
L. Merr) var. Perolera
Autores: Miguel Ángel Cetre Cortes
1
Jorge Arturo Fernández Vélez
2
Liliana Corozo Quiñónez
3
Dirección para correspondencia: lilita77corozo@gmail.com
Recibido: 01-03-2020
Aceptado: 10-10-2020
Resumen
Ananas comosus L, es una de las especies tropicales de mayor importancia
comercial de la familia Bromeliácea, debido a la fragancia, dulzor de su fruto y a la
aceptación por parte de los consumidores en el mundo. La propagación
convencional por sí sola no proporciona el material de plantación limpio y adecuado
que exigen los países productores de piña para expandir los cultivares a nuevas
zonas. La multiplicación in vitro se ha convertido en una técnica prometedora para
la producción a gran escala. Sin embargo, las pérdidas en la etapa de aclimatación
son críticas en el proceso de micropropagación. Por ello, el objetivo del experimento
fue evaluar el efecto de diferentes sustratos en el crecimiento vegetativo de
vitroplantas de piña (Anana comosus L.). Se utilizó un diseño de bloques
completamente al azar con 4 tratamientos que incluyeron sustratos de composición
química diferente más un testigo con arena de río. El porcentaje de sobrevivencia se
evaluó a los 10 días después del trasplante (DDT), mientras que la altura de planta y
número de hojas se evaluaron a los 30 y 90 DDT. En las variables altura y número
de hojas, se realizó un análisis de varianza entre los tratamientos (sustratos) y
1
Maestría en Agronomía, mención Producción Agrícola Sostenible. Instituto de Posgrado. Universidad Técnica de Manabí.
Ecuador. E-mail: mcetre5876@hotmail.com
2
Carrera de Ingeniería Agronómica. Facultad de Ingeniería Agronómica. Universidad Técnica de Manabí. Ecuador. E-mail:
jafv94@hotmail.com
3
Departamento de Agronomía. Facultad de Ingeniería Agronómica, Universidad Técnica de Manabí. Ecuador.
Miguel Ángel Cetre Cortes, Jorge Arturo Fernández Vélez, Liliana Corozo Quiñónez
22
La Técnica. Publicación semestral. Vicerrectoría Académica. Universidad Técnica de Manabí, ECUADOR
adicionalmente se realizó un contraste ortogonal entre los sustratos vs el testigo
(arena de río). La comparación de medias para las variables con significancia
estadística se realizó con la prueba de Duncan al 5% de probabilidad. Se
presentaron altas tasas de supervivencia en todos los tratamientos, y un efecto
significativo de los sustratos en la altura y número de hojas en comparación con el
tratamiento testigo.
Palabras clave: Aclimatación; ex vitro; sustratos.
Abstract
Ananas comosus L, is one of the most commercially important tropical species of the
Bromeliad family, due to the fragrance, sweetness of its fruit and its acceptance by
consumers around the world. Conventional propagation alone does not provide the
clean and adequate planting material required by pineapple producing countries to
expand cultivars to new areas. In vitro multiplication has become a promising
technique for large-scale production. However, losses at the acclimatisation stage
are critical in the micropropagation process. Therefore, the aim of the experiment
was to evaluate the effect of different substrates on the vegetative growth of
pineapple (Anana comosus L.) glass plants. A completely randomized block design
was used with 4 treatments that included substrates of different chemical
composition plus a control with river sand. The percentage of survival was evaluated
at 10 days after transplanting (DDT), while plant height and number of leaves were
evaluated at 30 and 90 DDT. For the variables height and number of leaves, an
analysis of variance between the treatments (substrates) and additionally an
orthogonal contrast between the substrates vs. the control (river sand) was carried
out. The comparison of means for the variables with statistical significance was
carried out with the Duncan test at 5% probability. There were high survival rates in
all treatments, and a significant effect of the substrates on the height and number of
leaves in comparison with the control treatment.
Keywords: Acclimatisation; ex vitro; substrates.
Introducción
Ananas comosus L. Merr es una de las frutas tropicales más populares y deliciosas.
Es apreciada por su pronunciado sabor y sus elementos nutritivos, se propaga
vegetativamente a través de hijuelos, retoños o coronas (Pineda et al., 2012). Sin
embargo, estos materiales de propagación tienen limitaciones, entre ellas la
transmisión de enfermedades, menos uniformidad e inadecuación para la
producción comercial (d´Eeckenbrugge et al., 2003).
La progresiva demanda de Ananas, ha provocado un incremento en la producción
mundial, registrando 27 millones de toneladas en el año 2019, siendo los principales
productores Costa Rica, Brasil, Filipinas, Tailandia e Indonesia; que representan
cerca del 79 % de la producción mundial; correspondiendo 41,80% a Asia, 38,05% a
América, 19,69% a África, y menos del 1% a Europa y Oceanía (FAO, 2018).
La Técnica: Revista de las Agrociencias e-ISSN 2477-8982
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En Ecuador, la piña se produce durante todo el año, teniendo una temporada de
mayor oferta en los meses de junio y julio (ASOPIÑA del Ecuador, 2017). Los Ríos,
Guayas y Santo Domingo son las tres provincias donde se encuentra la mayor
extensión de este cultivo y por ende representan la mayor parte de la producción
nacional de Cayena Lisa y Golden Sweet que son las principales variedades de piña
cultivadas en el país (FEDEXPOR, 2016). En el 2018 se exportan 80,579 toneladas
métricas a los diferentes mercados de destino de la fruta (FAO, 2018), sin embargo,
dada la demanda, la superficie se incrementó en el año 2019 a 4,805 hectáreas, con
un total aproximado de 206,054 t ha
-1
(INEC, 2019).
La multiplicación de piña se realiza vegetativamente, siendo su crecimiento lento, lo
que representa una baja rentabilidad al momento de realizar esta labor; por
consiguiente, repercute en el abastecimiento de material vegetativo selecto para el
establecimiento de cultivares, especialmente para los pequeños y medianos
productores, los mismo que deben conformarse con los excedentes producidos por
empresas privadas, que se encuentran en la capacidad de propagar el material que
deseen (Rodríguez et al., 2016). Estas circunstancias han impulsado el uso de la
micropropagación como instrumento biotecnológico, por sus grandes ventajas;
como: la obtención de material sano, con una alta producción y homogeneidad en el
campo, en menor tiempo, de forma masiva, con el empleo de material genético de
calidad y de forma optimizada (Rodríguez-Escriba et al., 2016).
La obtención masiva de plantas a partir de la micropropagación incluye varias fases:
establecimiento, multiplicación, enraizamiento y aclimatación. Siendo la última fase,
la que comprende el paso de las vitroplantas de condiciones in vitro a condiciones ex
vitro, y es considerada la etapa más crítica de la micropropagación porque, se
pierden entre el 50 a 90 % de vitroplantas (Cedeño y Macías, 2018). Por lo que, el
manejo de las vitroplantas en condiciones ex vitro, es determinante y fundamental
para lograr la obtención de más de un 90% de supervivencia. Para ello, la elección
del material a considerar en esta etapa es importante para evitar pérdida de material
vegetal. Con base en lo mencionado anteriormente el objetivo de esta investigación
fue evaluar diferentes sustratos para lograr el crecimiento vegetativo de las
vitroplantas en la fase de aclimatación.
Metodología
La investigación se realizó en la Facultad de Ingeniería Agronómica (FIAG) de la
Universidad Técnica de Manabí localizada geográficamente a 01º 09’de latitud sur y
80º 21’ de longitud oeste a una altitud de 47msnm. Se utilizaron vitroplantas de
piña (Ananas comosus L. Merr) variedad Perolera con un promedio de 5,77 cm de
altura y 4,34 hojas/plántulas, con un sistema radicular desarrollado, obtenidas
previamente del laboratorio de cultivo de tejidos de la FIAG.
Las vitroplantas fueron lavadas con abundante agua, hasta eliminar los residuos del
medio de cultivo. para posteriormente en la casa de vegetación de la FIAG, ser
colocadas en bolsas plásticas de 1 Kg de volumen, conteniendo los diferentes
tratamientos (Tabla 1). El suelo agrícola que se empleó presenta características
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equilibradas de arena, limo y arcilla con contenido de materia orgánica (MO), pH,
nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) (Tabla 2). En relación, a los materiales
orgánicos, la tierra de cacao empleada se obtuvo mediante la descomposición de
hojas, ramas y frutos de plantas cacao con tierra agrícola, mientras que el abono
orgánico es un fertilizante proveniente del compostaje de la gallinaza procedente de
los galpones de producción de huevos que bajo un estricto y controlado proceso de
secado y sanitización, es transformado en un producto de uso agrícola de alta
calidad. Se utilizó un tratamiento testigo con arena de río con la finalidad de
contrastar el efecto químico y físico de cada uno de los sustratos evaluados (Tabla
3).
Tabla 1. Sustratos empleados en la aclimatación ex vitro de piña (Ananas comosus L. Merr) variedad perolera”. Campus
Experimental “La Teodomira” 2019.
Proporción en volumen (%)
Suelo
agrícola
Tierra de
cacao
Arena de
río
Abono
orgánico
Proporción
Código
100
A
50
25
25
2:1:1
SAAAO
50
25
25
2:1:1
SATCAAO
25
25
50
1:1:2
SAAAO
25
50
25
1:2:1
SATCA
Tabla 2. Características químicas del suelo agrícola y arena de río
M.O.
NH
4
±
P
K
Ca
Mg
Sustrato
pH
(%)
mg kg
-1
meq 100g
-1
Suelo agrícola
6,4
1,8
24
38
1,1
11.6
1,32
Arena de río
7,1
1,4
16
13
0,8
10
2,1
Fuente: Laboratorio de análisis químicos y físicos de muestras de suelo del Instituto Nacional de Investigaciones
Agropecuarias (2019).
Tabla 3. Características químicas de los materiales orgánicos
M.O.
N
P
K
Ca
Mg
Sustrato
pH
%
Tierra de cacao
6,8
53.5
1,8
0,8
1,7
1,3
0,4
Abono orgánico
(Fertilito)
7,3
36,5
1,48
2,23
2,95
12
0,99
Fuente: Laboratorio de análisis químicos y físicos de muestras de suelo del Instituto Nacional de Investigaciones
Agropecuarias (2019).
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En la preparación de los sustratos se utilizó: arena de río, tierra agrícola, abono
orgánico y tierra de cacao, los mismos que fueron mezclados en proporciones
volumétricas:
● La arena de río se tamizó para eliminar restos vegetales y gravas (piedras
mayores a 5 mm).
● En el caso del suelo agrícola se usaron dos tipos de cernidores: el primero
permitía el paso de partículas con diámetros menores de 5 mm y el segundo
partículas más finas menores a 5 mm. Posterior a ello se realizó la mezcla
correspondiente con la ayuda de una pala.
Las vitroplantas se ubicaron en los recipientes con los sustratos de acuerdo, a las
proporciones de cada tratamiento. Siete días después del trasplante (DDT), las
vitroplantas se mantuvieron en condiciones de alta humedad en las hojas, para
evitar problemas de deshidratación (se mantuvo la humedad en el follaje mediante
riegos con atomizador cada hora con una duración de 30 segundos cada vez) y baja
intensidad luminosa. A los 30 DDT se disminuyó la frecuencia de los riegos al
follaje, regándolas a partir de ese momento una vez al día durante otros 20 días.
Posteriormente las plantas ya no recibieron riego con atomizador, pero sí los riegos a
nivel del sustrato espaciados cada dos días.
En relación, a la fertilización, las primeras cuatros semanas DDT, se aplicó
semanalmente una solución nutritiva MS/2 según la formulación de Murashige y
Skoog (1962). Posteriormente, cada ocho días se fertilizó con macronutrientes y
micronutrientes. Se aplicó un fertilizante rico en fósforo y se alternó con fertilizante
completo (macro y micronutrientes). Se utilizaron fertilizantes foliares porque estos
se asimilan mejor por las hojas debido a que el sistema radicular en las vitroplantas
no se había desarrollado completamente. La fertilización se suspendió cuando las
plántulas adquirieron las características deseadas, es decir, cuando desarrollaron
hojas funcionales a los 60 días después del establecimiento.
Se utilizó un diseño de bloques completamente al azar con 4 tratamientos, cuatro
repeticiones y un testigo. La variable porcentaje de sobrevivencia se evaluó a los 10
días DDT, contabilizando las plantas muertas en cada unidad experimental.
Mientras que la altura de planta y número de hojas se evaluaron a los 30 y 90 DDT.
La altura de planta se midió con la ayuda de un calibrador (micrómetro) desde la
base del tallo hasta el ápice de la hoja madura más larga (Hoja D). El número de
hojas se evaluó por observación directa. Se realizó un análisis de varianza entre los
tratamientos (sustratos) y adicionalmente se realizó un contraste ortogonal entre los
sustratos vs el testigo (arena de río). La comparación de medias para las variables
con significancia estadística se realizó con la prueba de Duncan al 5% de
probabilidad, en el software estadístico InfoStat profesional (2018).
Resultados
Las plántulas de piña multiplicadas in vitro necesitan ser aclimatadas en el
invernadero antes de ser transferidas al campo. La evaluación de diferentes
sustratos se realizó, dado que la aclimatación de las plántulas in vitro en
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condiciones ex vitro es un paso crítico para la supervivencia y el crecimiento de
vitroplantas.
Porcentaje de sobrevivencia
La sobrevivencia de las vitroplantas depende de la transferencia exitosa y el
establecimiento en condiciones ex vitro, porque influyen de manera directa muchos
factores como: la humedad relativa, el nivel de irradiación, déficit de agua debido a
la pobre conductividad hidráulica de las raíces y la baja conexión raíz-tallo (Fila et
al., 1998). En esta investigación, la transferencia de las vitroplantas de piña de
condiciones estériles a las condiciones ex vitro mostró altas tasas de supervivencia
para todos los tratamientos (Gráfico 1), y se observó que los sustratos tuvieron un
efecto significativo a los 10 DDT (P< 0,001).
Gráfico 1. Valores promedios de los sustratos empleados en la aclimatación de vitroplantas de piña (Ananas comosus L.
Merr) var Perolera. Medias con una letra común no son significativamente diferentes (P > 0,05)
El tratamiento que contenía suelo agrícola, tierra de cacao y arena de río (SATCA)
sobresalió respecto al resto con una supervivencia del 96,89 %, seguido por el
tratamiento contenía suelo agrícola, abono orgánico y arena de río (SAAAO) con
95,2%, mientras que el testigo que incluía únicamente arena de río registró el
porcentaje más bajo (84,55).
Altura de planta
Los resultados del análisis de varianza realizado a la variable altura de planta a los
30 DDT muestra que existe diferencias significativas entre los tratamientos
evaluados (P< 0,05). Significancia que no se mantiene a los 90 DDT (P> 0,05). En el
grafico 2, se observan las medias de los tratamientos estudiados, así como el orden
de mérito de estas según análisis de Duncan, los tratamientos que incluyen Suelo
agrícola + Arena de río + Abono orgánico (SAAAO) y Suelo agrícola + Arena de río +
Tierra de cacao (SATCA) presentaron la mayor altura (8,75 y 8,54 cm
T0 (A)
T1 (S
AAAO)
T2
(SA
TCAAO
)
T
3 (SA
AAO)
T4
(S
ATCA
)
0
50
100
150
D
C
C
B
A
% de sobrevivencia
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respectivamente) ubicándolos como los mejores tratamientos en altura de plantas a
los 30 días los cuales no difieren entre sí, pero si del resto de tratamientos. A los 90
DDT se aprecia que todos los tratamientos (SAAAO, SATCAAO, SAAAO y SATCA)
mostraron alturas superiores a los 14 cm. Mientras que los testigos en ambos casos
reportan los menores valores.
Gráfico 2. Valores promedios de altura de planta de vitroplantas piña (Anana comosus L. Merr) variedad Perolera),
sembradas en diferentes sustratos.
Número de hojas
A diferencia de la altura de planta, la emisión foliar no registró diferencias
estadísticas significativas por efecto de los sustratos (P> 0,05). El comportamiento
estadístico de los tratamientos fue similar a los 30 y 90 DDT según la prueba de
Duncan. Los tratamientos SAAAO, SATCAAO, SAAAO y SATCA indujeron a la aparición
de mayor número de hojas los cuales no difieren estadísticamente entre sí, pero sí
con el testigo que en ambos casos reportó la menor cantidad de hojas por planta
(Gráfico 3).
Discusión
La piña (Ananas comosuss L. Merr) es una de las frutas tropicales de mayor
importancia a nivel mundial, por la fragancia y dulzor de su fruto. La multiplicación
vegetativa de la piña tiene como efecto un crecimiento lento en las plantas, lo que
representa una baja rentabilidad repercutiendo en el abastecimiento de material
T0
(A)
T1 (
SAAAO)
T2
(SATCA
AO)
T3 (S
AAAO)
T4
(SATC
A)
T0
(A)
T1
(SAAAO)
T2
(SATCA
AO)
T3
(SAAA
O)
T4
(SA
TCA)
0
5
10
15
20
30 DDT
90 DDT
D
C
BC
AB
A
B
A
A
A
A
Altura de planta (cm)
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vegetativo selecto para el establecimiento de cultivares, especialmente para los
pequeños y medianos productores, los mismo que deben conformarse con los
excedentes producidos por empresas privadas, que se encuentran en la capacidad
de propagar el material que deseen. Estas circunstancias han impulsado el uso de la
micropropagación como instrumento biotecnológico, por sus grandes ventajas;
como: la obtención de material sano, con una alta producción y homogeneidad en el
campo, en menor tiempo, de forma masiva. La aclimatación es un paso crucial antes
del trasplante de las plántulas en el campo.
Gráfico 3. Valores promedios de número de hojas de vitroplantas piña (Anana comosus L. Merr) variedad Perolera),
sembradas en diferentes sustratos.
La piña requiere un largo período de aclimatación hasta alcanzar un tamaño
apropiado (Teixeira et al., 2001) debido a su naturaleza de crecimiento lento.
Sumado a los costos de mano de obra, sustratos, fertilización, transporte e
instalaciones varias. Aunque el período de crecimiento puede reducirse mediante la
aplicación de algunos bioestimulantes (Baldotto et al., 2010), el tipo de sustrato
sigue siendo un desafío para una aclimatación exitosa. Se sabe que los sustratos y
los tipos de maceta influyen en la tasa de supervivencia de las plantas y en el
rendimiento en cuanto al crecimiento en fase de vivero (Vasane & Kothari, 2006;
Salifu et al., 2006). Por lo tanto, en este experimento, se consideraron tres variables
para estudiar el efecto de diferentes sustratos en la aclimatación ex vitro de
vitroplantas de piña var. Perolera.
Las vitroplantas de piña se aclimataron en los diferentes sustratos evaluados. Los
altos índices de sobrevivencia son muy favorables, puesto que, las pérdidas en la
Número de hojas
T0
(A)
T1 (
SAAAO)
T2
(SATCA
AO)
T3 (S
AAAO)
T4
(SATC
A)
T0
(A)
T1
(SAAAO)
T2
(SATCA
AO)
T3
(SAAA
O)
T4
(SA
TCA)
0
5
10
15
B
A
B
30 DDt
90 DDT
A
A A
A
A
A
A
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etapa de aclimatación son críticas en el proceso de micropropagación (Segovia et al.,
2002). Considerando que la principal causa de muerte de plantas micropropagadas
al ser trasplantadas a condiciones ex vitro, es por desecación que sufren debido a la
pérdida de agua foliar y la absorción reducida de la misma por parte del sistema
radical durante la primera semana (Preece y Sutter, 1991). Los resultados muestran
que la tasa de supervivencia en las mezclas de los sustratos que en promedio fue de
94,92% fue superior en un 10,37% al testigo que incluía únicamente arena de río.
Se sugiere que la mezcla que tiene más materia orgánica (abono orgánico y tierra de
cacao) e igual proporción de suelo agrícola y arena de río mejora la aireación y
reduce la retención de agua permitiendo el crecimiento de la raíz, lo que conduce a
una mejor tasa de supervivencia, disponibilidad de nutrientes y agua y por ende
mejor rendimiento de la planta (Mengesha et al., 2013). Sumado a que la materia
orgánica juega un papel importante en los aspectos químicos, microbiológicos y
físicos de la fertilidad del suelo, como fuente de nutrientes, principalmente nitrógeno
(Rees et al., 2000). Resultados similares obtuvieron Moreira et al. (2006) utilizando
11 sustrato (suelo, estiércol de ganado, Plantmax y compost orgánico) mezclados e
individualmente, con vitroplantas de piña variedad Perla de 6 cm de altura
aproximada; las mismas que alcanzaron aproximadamente el 95% de supervivencia
para todos los tratamientos.
En relación, a las variables altura de planta y número de hojas, los mayores valores
se obtuvieron con la mezcla de Suelo agrícola + Arena de río + Tierra de cacao
(proporción 1:2:1) en todas las variables a los 30DDT, valores que en promedio se
duplicaron a los 90 DDT. Estos resultados estarían relacionados con las condiciones
físicas y de fertilidad que se obtuvo en las diferentes mezclas (sustratos) gracias al
aporte de nutrientes del suelo agrícola (N, K, P) y a la incorporación del abono
orgánico y la tierra de cacao que, en conjunto con las condiciones climáticas
favorables, permitieron el desarrollo fenológico de la piña. Mientras que la arena de
río según el análisis químico realizado presenta menos nutrientes que el resto de los
sustratos. Los valores en cuanto a altura y número de hojas obtenidos en esta
investigación están en concordancia con los reportados por Atawia et al. (2016),
quienes obtuvieron en promedio 6,55 hojas en 30 días de evaluación en una mezcla
de turba más arena (2:1) en vitroplantas de piña (Ananas comosus L. var. Smooth
Cayenne), mientras que Mendonça et al. (2017), obtuvieron resultados superiores a
los 270 días de aclimatación, con 19,6 y 20 cm de altura de planta y 19,2 y 20,6
hojas promedio para los cultivares 'Vitória' e 'Imperial', respectivamente, en un
sustrato compuesto por tierra y estiércol de cabra (1:1 v/v). Los autores verificaron
un mejor desempeño morfológico del cultivar. 'Imperial' en comparación con el
cultivar. 'Vitória' para las variables antes mencionadas resultados contrastan con
los obtenidos en esta investigación. Mientras que Villalobo et al. (2012) indicaron
que durante los 30 primero días de evaluación de vitroplantas de piña variedad MD-
2 no hubo diferencias significativas en algunas variables entre ellas, nuero de hojas
y longitud de planta (cm). Sin embargo, después de 45 días la planta registró
diferencias significativas y los cambios morfológicos fueron mejores con relación a
los 30 DDT. resultados que estarían en concordancia con los obtenidos en esta
Miguel Ángel Cetre Cortes, Jorge Arturo Fernández Vélez, Liliana Corozo Quiñónez
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La Técnica. Publicación semestral. Vicerrectoría Académica. Universidad Técnica de Manabí, ECUADOR
investigación, observando un aumento significativo a los 90 días de aclimatación
tanto en altura de planta como el número de hojas.
El costo de los fertilizantes minerales obliga a la búsqueda y evaluación de
alternativas para el manejo de la nutrición vegetal; dentro de los más destacados y
de mayor acceso para los agricultores, está el reciclado de nutrimentos a partir de
fuentes como el compostaje, el uso de estiércol de origen animal y otras fuentes
propias de los sistemas productivos como la pulpa de café y los residuos de cosecha,
que se constituyen en las materias primas del proceso (Vergara et al., 2020; Ramírez
y Duque 2010). Generalmente las plantas obtenidas de propagación in vitro son
aclimatadas en sustratos a base de turba inorgánica y estéril (Castillo, 2018;
Hermoso et al., 2018; Moreira et al., 2006;) lo que eleva los costos de producción, sin
embargo, con los resultados obtenidos en esta investigación, es factible el uso de
sustratos de bajo costo (Suelo agrícola + Arena de río + Tierra de cacao (proporción
1:2:1)) y fácil accesibilidad sin causar un efecto adverso ni problemas fitosanitarios
en las vitroplantas durante la fase de aclimatación.
Conclusiones
El uso de sustratos con contenido nutricional mejorado en relación, a sustratos
tradicionales estériles (arena) mejora los niveles de supervivencia en la aclimatación
de vitroplantas de piña.
Los sustratos cuyo contenido nutricional está basado en materia orgánica, mejora la
estimulación en el desarrollo de las plantas durante los primeros 30 días de
crecimiento de las vitroplantas de piña.
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