INTRODUCCIÓN

El tomate (Solanum lycopersicum L.) es la hortaliza de mayor importancia en el mundo, pues representa más del 30 % de la producción hortícola. Su superficie de siembra es de 4 161 295 hectáreas, la producción de 110 513 591 toneladas y el rendimiento promedio de 27 t.ha-1 a campo abierto y de alrededor de las 80 t.ha-1 en casa de cultivo protegido (Torres, León y Fernández, 1999).

Es uno de los cultivos que está priorizado entre las hortalizas debido a su alta demanda y a la gran importancia que posee en la dieta de la población, tanto en consumo fresco como en conservas. En Cuba este cultivo ocupa aproximadamente el 36 % del área destinada a la siembra de hortalizas (Torres, et al., 1999).

Este es el segundo vegetal más consumido a nivel mundial, después de Solanumtuberosum (FAOSTAT, 2015; El Nagar & Mekawi, 2015). Sus frutos contienen carbohidratos, minerales, vitaminas, carotenoides y polifenoles. Estos le confieren un gran valor nutricional que, a su vez, repercute en su potencial como antioxidante (El Nagar & Mekawi, 2015).

El tomate es un alimento con escasa cantidad de calorías. De hecho, 100 gramos de tomate aportan solamente 18 kcal. La mayor parte de su peso es agua y el segundo constituyente en importancia son los hidratos de carbono. Contiene azúcares simples que le confieren un ligero sabor dulce y algunos ácidos orgánicos que le otorgan el sabor ácido característico. El tomate es una fuente importante de minerales. De su contenido en vitaminas destacan la B1, B2, B5 y la C. Presenta también carotenoides como el licopeno (pigmento que da el color rojo característico al tomate). La vitamina C y el licopeno son antioxidantes con una función protectora del organismo humano. Durante los meses de verano el tomate es una de las fuentes principales de vitamina C (Zárate, 2014).

El valor nutricional de las especies de hortalizas depende de diversos factores, el más importante es la variedad botánica y el cultivar. Otros factores relevantes que influyen en la composición química de las hortalizas son las condiciones climáticas, la fertilización, el sistema de producción, el riego, así como el estado de desarrollo de la planta al momento de la cosecha (El Nagar & Mekawi, 2015).

Las investigaciones sobre los efectos del campo magnético con vistas a su aplicación potencial constituyen un esfuerzo por el desarrollo de plantas con mejores cualidades morfológicas, fisiológicas y de rendimiento productivo. Diversas investigaciones han mostrado que la aplicación del campo magnético induce cambios favorables en varias especies vegetales de interés agronómico, facilita la absorción de nutrientes y favorece el crecimiento y desarrollo (Zdyrska, Kornarzynski, Pietruszewski & Gagoś, 2016; Hozayn, Abd El Monem, Darwish & Abd Elhamid, 2017; Vashisth & Joshi, 2017).

Se denomina ATM al agua que ha sido expuesta a un campo magnético, cuando esto ocurre se producen varios efectos fisicoquímicos y moleculares en esta, por ejemplo: se producen cambios en los puntos de solidificación y de ebullición, cambios en la tensión superficial, viscosidad, tasa de evaporación, constante dieléctrica e índice de refracción; también hay efectos en la formación de estructuras de agrupamiento a partir de cadenas de moléculas lineales y anulares enlazadas con hidrógeno. Estos efectos son indiferentes a la naturaleza (Krishnaraj, Yuny, Kumar, 2017).

Se han planteado varias hipótesis científicas sobre los efectos biológicos del campo magnético en el agua y las plantas (Del Giudice, Fleischmann, Preparata y Talpo, 2002; Holysz, Szczes & Chibowski, 2007; Poinapen, Brown y Beeharry, 2013; Pang, 2014; Sheykina, 2016; Teixeira & Dobránszki, 2016), entre ellas:

• Modificación de la permeabilidad de las membranas y del flujo iónico.

  Orientación de las partículas ferromagnéticas.

  Efectos en los procesos enzimáticos.

  Modificación de las rutas metabólicas de los procesos relacionados con el crecimiento, la división celular y la diferenciación de plantas.

Un campo magnético aplicado al agua de riego mejora las características de crecimiento de las plantas y la funcionalidad de las raíces. Además, tiene una marcada influencia en la composición química de las plantas, afecta la disponibilidad de nutrientes en el suelo, activa las enzimas de las plantas, por lo que influye en su temprana producción y mejora del rendimiento (Amer, El Sanat & Rashed Sahar, 2014).

Consecuentemente, la aplicación del campo magnético puede ser usada como una alternativa a los métodos químicos de tratamiento de plantas para mejorar la eficiencia en la producción.

Se ha encontrado que el tratamiento magnético del agua tiene un efecto positivo en el mejoramiento de la calidad de esta, ya que amortigua los efectos deletéreos del agua reciclada de una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) y de agua salina, usadas para riego agrícola (Mroczek, Tryniecki, Kornarzyński, Pietruszewski & Gagoś, 2016).

En uno de los cultivos en el que se ha aplicado el campo magnético (CM) es Solanumlycopersicum L. Se han aplicado inducciones magnéticas entre 125 y 250 mini–Tesla (mT) para favorecer la germinación de semillas, las características morfológicas y el rendimiento de las plantas (Martínez, Periago, Provan & Chesson, 2002; Duarte, 2003; De Souza, García, Sueiro, Licea & Porras, 2005; Torres, Díaz & Cabal, 2008; Martínez, Carbonell, Flórez, Sánchez & Maqueda, 2009; Jedlička, Paulen & Ailer , 2014 y Ogunlela & Yusuf, 2016).

Hoy es conocido que el campo magnético estático (CME) tiene efectos positivos en procesos que ocurren en las plantas, tales como: la germinación de la semilla, desarrollo del tallo, incremento de masa fresca, longitud de la planta, rendimiento de frutos por planta y peso medio del fruto (Salehi & Sharafi, 2015).

El objetivo del presente trabajo fue evaluar algunas variables del crecimiento y productividad en Solanum lycopersicum L., variedad híbrida HA 3019, cultivada bajo la acción del agua tratada con CME en casa de cultivo protegida.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se realizó en la finca Marianaje perteneciente al municipio Santiago de Cuba, Cuba, sobre un suelo pardo sialítico mullido carbonatado, en condiciones de casa de cultivo protegido, modelo túnel (H9-3). El tipo de riego utilizado fue por goteo.

El cultivo que se investigó fue el tomate (Solanum lycopersicum L.), variedad híbrida HA 3019 en el período correspondiente de enero a abril de 2018.

El tratamiento magnético que se empleó está concebido por dispositivos magnéticos compuestos por imanes permanentes que se diseñaron, construyeron y caracterizaron en el Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado (CNEA) de Santiago de Cuba, Cuba. Estos equipos tienen un campo magnético estático no uniforme o heterogéneo entre 20 y 200 mT. Los tratamientos se realizaron en el momento del riego de las plantas, durante todo el ciclo del cultivo hasta el desarrollo de los frutos.

Evaluaciones biométricas

Los datos particulares, obtenidos para cada variable respuesta y experimento, fueron evaluados estadísticamente mediante análisis de varianza de clasificación simple para muestras compuestas de igual tamaño y comparación múltiple de medias por la Prueba de Tukey al 5 %.

Todos los análisis estadísticos se realizaron mediante el programa computarizado Statgraphics Centurium XV para Windows (Graphics Software Systems, STCC, 2000, Estados Unidos), el Basic Statistics, el Microsoft Office Excel 2017, Prisma 5,01 y Origen 6.0.

Tratamientos empleados en la investigación

(T1) Control - Sin ATM

(T2) ATM1 - 20 – 80 mT

(T3) ATM2 - 100 – 200 mT

Indicadores evaluados durante el período experimental

A: En la fase de crecimiento vegetativo

• Altura de la planta (cm) a los 30 días después de la siembra, con cinta métrica. La medición se realizó desde el cuello de la planta hasta el último entrenudo desarrollado.

B. En la fase de fructificación

• Peso promedio de los frutos por planta (g), con balanza comercial.

  · Contenido de Vitamina C, por colorimetría, según técnica indicada por Lucero (2010).

  · Rendimiento del cultivo (t/ha) con ayuda de balanza comercial. Se realizó el pesaje de todos los frutos por unidad experimental, para luego extrapolar a toneladas por hectárea, tomando datos del total de cosechas realizadas. Se utilizó la fórmula:

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Luego del análisis del comportamiento de los tratamientos empleados sobre los indicadores evaluados, se obtuvieron los resultados siguientes:

Altura de la planta (cm) en la fase de crecimiento vegetativo a los 20 días después de la siembra

El indicador altura de la planta (Tabla 1) muestra que el campo magnético tuvo un efecto positivo sobre esta, con la mayor media para el ATM2 (100 – 200 mT), la cual superó significativamente a los tratamientos ATM1 (100 – 200 mT) y al testigo sin magnetizar respectivamente.

El efecto estimulador del campo magnético sobre los objetos biológicos ha sido atribuido a diferentes mecanismos, tales como: el incremento de la actividad enzimática y el aumento de la eficiencia de los procesos relacionados con la división celular. Sin embargo, la mayoría de los autores coinciden en afirmar que esto se debe a cambios que se producen en la permeabilidad de las membranas y en la sensibilidad de los mecanismos de transporte a través de estas (Teixeira & Dobránszki, 2016).

Torres et al. (1999) señalan que el estímulo en el crecimiento de las plantas es muy variable en relación con las combinaciones empleadas, por lo que se determinó una superficie de respuesta de esta magnitud de acuerdo con la intensidad de campo magnético y del tiempo de exposición.

Estos resultados corroboran lo planteado por Ogunlela et al. (2016), acerca de que las magnitudes de los factores que caracterizan el régimen de tratamiento se pueden seleccionar en un amplio rango y demuestran la importancia de probar varias combinaciones de estos, para encontrar los regímenes de tratamiento óptimos con resultados positivos al crecimiento de las plantas de Solanum lycopersicum L. y otras solanáceas.

El campo magnético actúa como bioestimulante de la germinación y el crecimiento de diferentes especies de plantas cultivadas (Guruprasad, Shine & Joshi, 2016).

La altura de las plantas es la magnitud más apropiada para evaluar el efecto biológico relacionado con la estimulación del crecimiento de las plántulas mediante campos magnéticos en condiciones de casa de cultivo protegido.

Kataria, Baghel, Jain & Guruprasad (2019) refieren que obtuvieron resultados con el tratamiento magnético en el cultivo de tomate en condiciones protegidas, lo que causó una mejora significativa en el crecimiento de las plantas sometidas a condiciones salinas.

Los resultados que mostraron Anand, Nagarajan, Verma, Joshi, Pathak & Bhardwaj (2012) en su investigación evidenciaron que el tratamiento previo con CME disminuye el efecto negativo de la sequía en el crecimiento de las plantas.

Peso promedio de los frutos por planta (g)

En el caso del peso promedio de los frutos por planta (Tabla 2), se obtuvieron diferencias significativas entre los tratamientos; los mejores resultados se manifestaron en el ATM2 (100 – 200 mT), el cual superó estadísticamente los restantes tratamientos, con la menor media para el testigo sin magnetizar.

Lo alcanzado en el estudio prueba lo planteado por Pirovarova y Vélez, citados por Rojas, Borrero y Rodríguez (2015), quienes destacan que la aplicación de la técnica del tratamiento magnético a los cultivos induce el aumento en los rendimientos en cantidad de productos, tamaños de frutos, tubérculos, rizomas; así como el aumento de la calidad.

Martínez, Carbonel y Flórez (2003) evidenciaron en los ensayos realizados con ATM que las plantas presentan mayor peso, lo que induce el aumento en los rendimientos en cantidad de productos, tamaños de frutos, tubérculos, rizomas; así como el aumento de la calidad.

La utilización del agua tratada permite contar con un líquido físicamente modificado, menor tensión superficial y mayor conductividad eléctrica, solubilidad, coagulación, cristalización y que la hace más ligera, pura y fluida en comparación con el agua en estado normal. Estas modificaciones repercuten favorablemente sobre las plantas, pues elevan el nivel de la fotosíntesis, el crecimiento de las semillas y la productividad de las plantaciones (Alfonso, Pérez G. Pérez M. Silveira, 2009).

Los reportes del efecto positivo del tratamiento con ATM en el crecimiento y desarrollo de plantas cultivadas son variados, incluso existen autores que lo consideran una tecnología prometedora para mejorar la producción agrícola (Yusuf, Ogunlela & Murtala, 2016).

Determinación de Vitamina C (mg) en frutos

Los resultados para el indicador Vitamina C en fruto aparecen reflejados en la Tabla 3, donde se aprecia que la mayor media correspondió al tratamiento ATM1 (100 – 200 mT), el cual superó significativamente a ATM1 (20 – 80 mT) y el control sin ATM respectivamente.

Los resultados del análisis de contenido de vitamina C realizado a los jugos de los frutos de Solanum lycopersicum de los dos grupos experimentales fue mayor con respecto al grupo control. Estos valores fueron inferiores a otros obtenidos por diferentes autores en Solanum lycopersicum, lo cual puede deberse a las características genéticas de la variedad HA 516, utilizada en esta investigación. Además, es conocido que el ácido ascórbico es muy inestable y puede oxidarse enzimáticamente a ácido dehidroascórbico durante su determinación (Verde, Rodríguez, Díaz, Sánchez, Matallana & Torija. 2011).

Rendimiento agrícola (t.ha-1)

Los valores del rendimiento en frutos de la planta se exponen en la Tabla 4, en ella se observa que su comportamiento estadístico fue análogo al del resto de los indicadores evaluados, pues la mayor media correspondió al tratamiento ATM2 (100 – 200 mT), el cual superó significativamente a los restantes tratamientos, seguido del ATM1 (20 – 80 mT), y con la menor media para el control o testigo sin agua tratada magnéticamente.

El tomate es un cultivo importante para el cual se describe el efecto bioestimulante del tratamiento con agua tratada magnéticamente; por ejemplo, De Souza, Sueiro, García & Porras (2010) expusieron plantas de tomate a campos magnéticos variables (CMV) de 100 mT y 170 mT; en sus resultados estos investigadores informaron de mayores valores para área foliar, tasa relativa de crecimiento y rendimiento en las plantas en comparación con los tratamientos sin emplear magnetizador.

Los resultados que arrojó Amer (2014) en sus investigaciones apuntan a que los diferentes tipos de tratamientos con campos magnéticos podrían ser implementados como estrategia para mejorar el crecimiento y rendimiento de algunos cultivos.

Torres & Díaz (2008) obtuvieron sus mayores rendimientos, así como una mejor apariencia general (color verde intenso) en las plantas que se regaron con CME e infirieron que este podía constituir en el futuro un método no convencional de lucha, ya que se aprecia una tolerancia al ataque de plagas.

Los valores en toneladas por hectárea que se obtuvieron en la investigación aparecen dentro del rango reportado por Torres et al. (1999), quienes señalan para casa de cultivo protegido alrededor de 80t.ha-1.

CONCLUSIONES

La utilización del agua tratada magnéticamente (ATM) trajo consigo un aumento de las variables estudiadas con respecto al control sin emplear magnetización; se alcanzaron los mejores resultados en el T2 (100-200 mT), seguido del T1 (20-80 mT).

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