Estudio del efecto de la presencia de nematodos en el suelo y el uso de injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup

Autor: Anna Costa Villanueva Tutoras: Isabel Achaerandio Puente Montserrat Pujolà Cunill 18 / Julio / 2020 Trabajo Final de Grado Ingeniería Alimentaria ESTUDIO DEL EFECTO DE LA PRESENCIA DE NEMATODOS EN EL SUELO Y EL USO DE INJERTO EN LA COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DEL MELÓN CANTALOUP Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 1 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Resumen Este trabajo tiene como objetivo el estudio del efecto del injerto, la presencia o no de nematodos (Meloidogyne spp.) y la virulencia de estos en la calidad del melón Cantaloup cultivados en el invernadero. Los parámetros de calidad estudiados en este trabajo fueron el peso, calibre, color, pH y sólidos solubles totales. La utilización del injerto mejoró las características de calidad de los melones y tuvo repercusiones significativas sobre los sólidos solubles totales (SST) y sobre el color de la pulpa (p<0,05). Según los resultados obtenidos la presencia de nematodos influye negativamente en los parámetros estudiados. Sin embargo, la presencia de Meloidogyne spp. y la virulencia que presenta la población, influenciaron significativamente en parámetros de color y solidos solubles totales (SST) provocando una disminución de estos en poblaciones virulentas. En general, se puede ver que los tratamientos con mejores resultados han sido en aquellos donde la planta estaba injertada y la población de nematodos no presentaba virulencia. Por todo ello, podemos concluir que injertar el melón con la variedad resistente Cucumir metuliferus, es una buena práctica para mantener y mejorar las características de calidad del melón. Palabras clave: Meloidogyne spp. , injerto, color, grados Brix, virulencia. 2 Resum Aquest treball té com objectiu l’estudi del efecte del portaempelt , la presencia o no de nematodes (Meloidogyne spp.) i la virulència d’aquests en la qualitat del meló Cantaloup cultivats en l’hivernacle. Els paràmetres de qualitat estudiats en aquest treball van ser el pes, calibre, color, pH i sòlids solubles totals. La utilització del portaempelt va millorar les característiques de qualitat dels melons i va tenir repercussions significatives sobre sòlids solubles totals (SST) i sobre el color de la polpa. Segons els resultats obtinguts la presencia de nematodes influeix negativament en els paràmetres estudiats. Però, la presencia de Meloidogyne spp. I la virulència que presenta la població, van influenciar significativament en els paràmetres de color i sòlids solubles totals (SST) provocant una disminució d’ aquests melons conreats en poblacions virulentes. En general, es pot observar que els tractaments amb millors resultats van ser aquells on la planta presentava portaempelt i la població de nematodes no presentava virulència. Per tot això, podem concloure que el portaempelt en el meló amb la varietat resistent Cucumir metuliferus, es una bona pràctica per mantenir i millorar les característiques de la qualitat del meló. Paraules clau: Meloidogyne spp., portaempelt, color, graus Brix, virulència. Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 3 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Abstract The objective of this work is to study the effect of the graft, the presence or not of nematodes (Meloidogyne spp.) and their virulence in the quality of the Cantaloup melon in the greenhouse. The quality parameters studied in this work were weight, caliber, color, pH, and total soluble solids. The use of the graft improved the quality characteristics of the melons and had significant repercussions on the total soluble solids (SST) and on the color of the pulp. According to the results obtained, the presence of nematodes negatively influences the parameters studied. However, the presence of Meloidogyne spp. and the virulence that the population presents significant effect on color parameters and total soluble solids (SST), causing a decrease in these in virulent populations. In general, it can be seen that the treatments with the best results have been in those where the plant was grafted and the nematode population did not show virulence. For all these reasons, we can conclude that grafting the melon with the resistant variety Cucumir metuliferus, is a good practice to maintain and improve the quality characteristics of the melon. Key words: Meloidogyne spp., graft, color, degrees Brix, virulence. 4 Sumario ÍNDICE DE FIGURAS ________________________________________________________________ 6 ÍNDICE DE TABLAS _________________________________________________________________ 9 AGRADECIMIENTOS ______________________________________________________________ 10 INTRODUCCIÓN __________________________________________________________________ 11 1.1 Melón Cantaloup ..................................................................................................................... 11 1.1.1 Cultivo del melón .................................................................................................................... 14 1.1.2 Contenido nutricional .............................................................................................................. 15 1.1.2.1 Componentes bioactivos ......................................................................................................... 16 1.1.3 Factores que afectan la calidad del melón ............................................................................. 17 1.1.3.1 Efectos de los nutrientes del suelo en la calidad del melón ................................................... 18 1.1.3.2 Plagas y enfermedades que afectan al desarrollo de la planta y a la calidad del fruto. ........ 19 1.2 Meloidogyne incognita ............................................................................................................ 23 1.2.1 Virulencia ................................................................................................................................. 24 1.2.2 Daños causados y efectos sobre la calidad del melón Cantaloup .......................................... 25 1.3 Uso del injerto ......................................................................................................................... 27 OBJETIVOS ______________________________________________________________________ 29 MATERIALES Y MÉTODOS __________________________________________________________ 30 3.1 Material vegetal ...................................................................................................................... 30 3.2 Diseño experimental ............................................................................................................... 30 3.3 Métodos analíticos .................................................................................................................. 32 3.3.1 Calibre y peso .......................................................................................................................... 33 3.3.2 pH ............................................................................................................................................ 33 3.3.3 Solidos Solubles Totales, (SST) (°Brix) ..................................................................................... 33 3.3.4 Determinación del color .......................................................................................................... 33 3.4 Análisis estadísticos ................................................................................................................. 34 4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN _______________________________________________________ 35 4.1 Efecto del injerto en la calidad del melón Cantaloup ............................................................. 35 4.1.1 Efecto del injerto sobre el peso y calibre del melón............................................................... 35 4.1.2 Efecto del injerto sobre el melón en SST y pH. ....................................................................... 38 4.1.3 Efecto del injerto sobre el color de la pulpa en el melón. ...................................................... 40 Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 5 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech 4.2 Efecto de la infestación de nematodos en la calidad del melón Cantaloup .......................... 43 4.2.1 Efecto de la infestación de nematodos sobre el peso y calibre del melón ............................ 43 4.2.2 Efecto de la infestación de nematodos sobre el pH y SST del melón. ................................... 47 4.2.3 Efecto de la infestación de nematodos sobre el color de la pulpa en el melón. ................... 49 4.3 Comparativa con los resultados de cultivos de melón de primavera en campañas anteriores ................................................................................................................................ 55 CONCLUSIONES __________________________________________________________________ 57 BIBLIOGRAFIA ___________________________________________________________________ 59 Referencias bibliográficas ................................................................................................................... 59 6 Índice de figuras Figura. 1: Raíz de planta de melón _________________________________________________ 11 Figura. 2: Tallos y hojas de planta de melón _________________________________________ 12 Figura. 3: Melón Cantaloup ______________________________________________________ 13 Figura. 4: Producción de Melones, otros (incl. Cantaloup) ______________________________ 13 Figura.5: Producción/Rendimiento de Melones, otros (incl. Cantaloup) en el Mundo _________ 14 Figura. 6: Clasificación de los principales bioactivos en vegetales _________________________ 17 Figura. 7: Ciclo de vida de Meloidogyne incognita ____________________________________ 24 Figura. 8: Injerto melón _________________________________________________________ 27 Figura. 9: Invernadero Agrópolis, Viladecans (Baix Llobregat) ____________________________ 30 Figura. 10: Diagrama de los análisis realizados _______________________________________ 32 Figura. 11: Peso en melones variedad (planta no injertada) (n=14) y patrón (planta injertada) (n=70) __________________________________________________________________ 36 Figura. 12: Calibre en melones variedad (planta no injertada) (n=13) y patrón (planta injertada) (n=70) __________________________________________________________________ 37 Figura. 13: Solidos Solubles Totales, SST (°Brix) en melones variedad (planta no injertada) (n=17) y patrón (planta injertada) (n= 110) ____________________________________________ 38 Figura. 14: pH en melones variedad (planta no injertada) (n=10) y patrón (planta injertada) (n=72) __________________________________________________________________ 39 Figura. 15: Luminosidad (L*) en melones variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59) _________________________________________________________ 40 Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 7 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Figura. 16: Saturación (C*) y matiz (Hue) en melones variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59) _____________________________________________ 41 Figura. 17: índice de color en los melones variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59) _________________________________________________________ 42 Figura. 18: Niveles de índice de color ______________________________________________ 42 Figura. 19: Melón patrón DD6D-P3población 0. _____________________________________ 43 Figura. 20: Peso en melones variedad (n=14) y patrón (n=70) ___________________________ 44 Figura. 21: Calibre horizontal y vertical en melones variedad (planta no injertada) (n=13) y patrón (planta injertada) (n=70) según el tipo de tratamiento y densidad de población de nematodos. ______________________________________________________________ 45 Figura. 22: Dimensiones melón patrón (EDE) según diferentes densidades de población inicial de nematodos. ______________________________________________________________ 46 Figura. 23: Solidos Solubles totales en melones variedad (planta no injertada) y patrón (planta injertada) según la población inicial de nematodos, virulencia de la población y tipo de tratamiento. _____________________________________________________________ 47 Figura. 24: pH en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (Variedad (planta no injertada) (n=10) y patrón (plantainjertada) (n=72)) _______________________________________________________________________ 48 Figura. 25: Luminosidad (L*) en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (Variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59)) _________________________________________________________ 49 Figura. 26: Saturación (C*) en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59)) _________________________________________________________ 50 8 Figura. 27: Matiz (Hue) en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59)) _________________________________________________________________ 51 Figura. 28: Diagrama cromático. Se indica, de manera aproximada, mediante un círculo la posición que ocuparía la media en melón variedad (planta no injertada) (color azul) y patrón (planta injertada) (color naranja). __________________________________________________ 52 Figura. 29: Índice de color en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. ________________________________________________ 53 Figura. 30: Niveles de índice de color ______________________________________________ 54 Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 15 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech 1.1.2 Contenido nutricional Los frutos de la planta de melón Cantaloup tienen un peso entre 1 - 3 kg de media, estas a medida que van madurando, emite esencias aromáticas al desprenderse del pedúnculo. El melón tiene una forma redonda y ligeramente ovalada. En la corteza no presenta ninguna sutura prácticamente y la superficie es uniforme. Este tipo de fruta presenta una pulpa gruesa, más o menos firme, de color anaranjado, muy dulce debido a la concentración de azúcares presentes, sabor y aromas agradables y además presenta semillas en el medio del fruto de pequeñas a grandes (Fornaris 2001). Dentro de la variedad Cantaloup, a nivel nutricional cabe destacar que es una fruta de valor calórico bajo y ésta aporta una gran cantidad de agua debido a que es el principal elemento por el que está formada. El contenido de azúcares presentes en el melón oscila entre 7-18%; esto hace que sea una fruta apta para personas diabéticas debido a que su contenido en una porción comestible es bajo. Dependiendo de la variedad el contenido vitamínico es distinto, en el caso de la variedad Cantaloup se destaca su contenido en betacaroteno o provitamina A (que se transforma a vitamina A en el organismo) y vitamina C. En la composición mineral se destaca el potasio, magnesio y calcio con concentraciones elevadas. Estas características le dan propiedades diuréticas (Zapata Nicolas et al. 1989). En la Tabla.1, se muestra la composición nutricional del melón Cantaloup. 16 Tabla. 1: Composición nutricional del melón Cantaloup en 100g Parámetro Minerales Vitaminas Agua (g) 90,15 Calcio (mg) 9 Vitamina C (mg) 36,7 Energía (kcal o kJ) 34kcal/1 41 kJ Hierro (mg) 0,21 Vitamina B1 (mg) 0,041 Proteínas(g) 0,84 Magnesio (mg) 12 Vitamina B2 (mg) 0,019 Grasas totales(g) 0,19 Fósforo (mg) 15 Vitamina B3 (mg) 0,734 Carbohidratos(g) 8,16 Potasio (mg) 267 Vitamina B6 (mg) 0,072 Fibra total (g) 0,9 Sodio (mg) 16 Folatos (g) 21 Azúcar total (g) 7,86 Zinc (mg) 0,18 Vitamina A (UI) 3382 Vitamina E(mg) 0,05 VitaminaK (g) 2,5 Fuente: USDA https://fdc.nal.usda.gov/fdc-app.html#/food-details/169092/nutrients 1.1.2.1 Componentes bioactivos En los últimos tiempos se ha desarrollada todavía más el estudio en alimentación /nutrición relacionado con la salud de las personas desarrollándose una gran cantidad de estudios referentes a composición en los alimentos, modelos analíticos, experimentales y estadísticos entre otros, para la identificación de determinados componentes en los alimentos como factores implicados en la prevención de enfermedades. Actualmente se ha desarrollado todo un campo en la investigación de compuestos bioactivos aislados para ver su eficacia. Un compuesto bioactivo en aquel que proporciona una mejora en la condición de salud humana, en general estos se encuentran en cantidades pequeñas dentro de los alimentos (Chalé 2014). Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 17 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Los principales compuestos bioactivos de las plantas se clasifican según sus características y funciones principales y estos a su vez son divididos en subclases, tal y como muestra la Figura.6, los que se presentan en color amarillo son simplemente nutrientes, en color verde fotoquímicos y en color azul son aquellos que tienen las dos funciones. La gran mayoría se encuentran en frutas y verduras.(García Mayordomo 2016) Figura. 6: Clasificación de los principales bioactivos en vegetales Fuente: (García Mayordomo 2016) 1.1.3 Factores que afectan la calidad del melón Los cultivos de melones pueden tener diferentes factores que afectan a la calidad final del producto. Para ello, es importante hacer unas buenas técnicas de cultivo, teniendo un buen manejo y cuidado del cultivo durante el crecimiento y desarrollo de este y en la postcosecha. Uno de los factores que pueden alterar la calidad final del producto son las condiciones ambientales a las que está expuesto. Este cultivo, necesita de temperaturas altas y de una humedad determinada (un 70% en la fase inicial y con una humedad más reducida durante el proceso de maduración), para ello es importante saber en qué tipo de suelo se está trabajando y el nivel de riego que es necesario, el más común en un sistema de riego por gravedad de surcos. Además de la utilización de abonos ricos en nutrientes dependiendo de la fase de desarrollo y nivel de maduración de la planta (Nevado, 1987). 18 1.1.3.1 Efectos de los nutrientes del suelo en la calidad del melón Es importante conocer las funciones de los nutrientes para obtener rendimientos más altos a nivel de calidad de la fruta. En la Tabla.2, se puede observar que función realiza cada nutriente en la planta y que puede provocar tener un déficit de este. Tabla. 2: Efecto de los nutrientes en la calidad del melón Nutriente Función Deficiencia Nitrógeno Esencial para el crecimiento de la planta, debido a que es un nutriente imprescindible para la formación de órganos vegetativos ya que forma parte de numerosos compuestos orgánicos. Presencia de un color verde pálido o amarillento en hojas inferiores, en las hojas más viejas aparecen necrosis. Si se extiende en toda la planta, los síntomas pueden ser una reducción de la floración, muerte de las hojas y alteraciones en el crecimiento de la planta. Todo esto conlleva a un fruto pequeño, con cáscara delgada, un color no uniforme, sensibles al sol y con una maduración temprana. Fósforo Es imprescindible en los procesos bioquímicos celulares en las plantas, interviene en el proceso de fotosíntesis y respiración. Por ello, es esencial para el crecimiento de raíces y tallos. Un déficit de este nutriente provoca al inicio un color oscuro en hojas y en hojas viejas la necrosis. Obtención de plantas con un sistema radicular pequeño, un número de frutas menor y hay un retroceso en la maduración del fruto. Potasio Interviene en el proceso de fotosíntesis, activando enzimas, en la síntesis de proteínas y en el metabolismo oxidativo de la planta. Además, también interviene en el flujo de agua, índice en la floración y fructificación. Se obtienen plantas de aspecto flácido, poco turgentes, hojas pequeñas. Hojas jóvenes onduladas y con manchas cloróticas, además de presentar una coloración rojiza y las adultas con coloración oscura o con necrosis. Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 19 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Tabla. 2: Efecto de los nutrientes en la calidad del melón Calcio Es un nutriente importante para mantener la firmeza de la planta. Además interviene en diversos procesos químicos en la planta. Los síntomas del déficit de calcio se presentan sobretodo en tejidos nuevos donde hay división celular. Puede presentar necrosis en tejidos de crecimiento como brotes nuevos, inflorescencias o puntas de raíces. Hojas de color amarillento y con la punta hacia arriba. Provoca una reducción en el crecimiento de la planta y frutos pequeños y sin sabor. Fuente: (Molina 2006) 1.1.3.2 Plagas y enfermedades que afectan al desarrollo de la planta y a la calidad del fruto. El melón Cantaloup puede presentar afectación por diferentes tipos de plagas produciendo una mala calidad del fruto. También, pueden presentar diferentes enfermedades dependiendo del origen por el que son producidas. Estas causaran diferentes tipo de sintomatología en la planta y tendrán diferentes tipos de tratamiento. Tal y como se muestra en la Tabla.3 y 4, se puede observar el daño causado en la planta y en el fruto, repercutiendo en la calidad de este, por las plagas y enfermedades más frecuentes. Tabla. 3: Efecto de las plagas en la calidad del melón Plaga Daños Fotografia Mosca blanca (Trialeurodes vaporariorum) - Reducción del crecimiento de la planta. - Transmisión de virus. - Se alimenta de la savia de las plantas. Fuente:https://agriculturers.com/moscablanca-en-tomate/ 20 Tabla. 3: Efecto de las plagas en la calidad del melón Araña roja - Decoloración en hojas - Desecación - Defoliación Fuente:https://www.nostoc.es/arana-rojainformacion-soluciones-y-tratamiento-de-laplaga/ Pulgón - Debido a que se alimenta de la savia, las hojas adquieren una tonalidad clorótica y se enrollan. - Daño en las flores y tallos tiernos. - Puede transmitir enfermedades virales. Fuente:https://www.ecured.cu/Pulg%C3%B 3n_de_los_melones Minador - Daño en la estructura de las hojas. - Reducción capacidad fotosíntetica de la planta. Fuente:http://www.hortoinfo.es/index.php/ plagas/568-minador-hojas-trifolii-09-02-14 Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 21 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Tabla. 4: Efecto de las enfermedades en la calidad del melón Enfermedades Daños Fotografia Mildiu o añublo lanoso (Pseudoperonospor a cubensis) - Defoliación de las plantas. - Frutos pequeños y quemados por el sol. - Hojas secas. Fuente:http://www.alvinutrientes.com/blog /cuatro-enfermedades-del-melon-y-lasandia-en-primavera/ Tizón temprano (Alternaria cucumerina) - Manchas circulares de color marrón en las hojas y en la planta. Fuente:https://es.slideshare.net/19920920/ enfermedades-del-melon 22 Tabla. 4: Efecto de las enfermedades en la calidad del melón Pudrición o marchitamiento ( Fusarium solani cucurbitae y Fusarium oxysporum Schl., F. melonis Sydner et Hansen) - Semillas de germinación podridas. - Marchitamiento y amarilleamiento, exudaciones gomosas y necrosis de las partes atacadas. Fuente:http://elhocinoadra.blogspot.com/2 011/01/fusariumoxysporum-f-spcucumerinum.html Mosaico del pepino (CMV) - Hojas cloróticas y enrolladas en sí mismas. - Plantas enanas - Frutos muestran mosaico y usualmente pueden presentar deformaciones. Fuente:https://es.slideshare.net/DrNelson/e nfermedades-del-meln?next_slideshow=1 Nematodos de agalla (Meloidogyne spp.) - Produce agallas o nodulaciones en las raíces del fruto, provocando la muerte de la planta. Fuente:https://es.slideshare.net/DrNelson/e nfermedades-del-meln?next_slideshow=1 Fuente 1: (Fundacion de Desarrollo Agropecuario 1995) Fuente 2: (Nevado, 1987) Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 23 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech 1.2 Meloidogyne incognita Entre las especies del género, Meloidogyne incognita tiene importancia la afectación en cultivos de gran importancia económica. Según el tipo de alimentación, se clasifica como nematodo endoparásito sedentario, penetrando totalmente en la raíz y manteniendo un lugar fijo de alimentación. El ciclo de vida de este nematodo es simple incluyendo seis estadios: huevo, cuatro estadios juveniles (J1-J4) y un estadio adulto. Se inicia con la puesta de huevos en una matriz gelatinosa que eclosionan a los 7 días (Figura.7). Penetran por la raíz por debajo de la cofia y migran hasta alcanzar el floema primario o células del parénquima, lo hacen de manera intercelular. La alimentación la inician una vez llegan a las células del parénquima. En el estadio juvenil 2, se produce la diferenciación por dimorfismo sexual. (Andrés Yeves y Verdejo Lucas, 2011)Los machos una vez dejan de alimentarse en el tercer estadio, realizan la cuarta muda y salen de la raíz, por lo que suelen encontrarse en los suelos, y después del acoplamiento mueren. En cambio, las hembras adquieren forma de pera y siguen alimentándose, manteniéndose sedentarias hasta que mueren. Detrás de las hembras, en la superficie de la raíz, se depositan los huevos en matrices gelatinosas. El ciclo de vida depende de la temperatura del suelo y el tipo de planta a la que infectan. Generalmente se completa entre 21 y 28 días (Meloidogyne incognita - EcuRed). 24 Figura. 7: Ciclo de vida de Meloidogyne incognita Fuente: https://prezi.com/n-djcimrwvby/incognita/ 1.2.1 Virulencia La interacción de los nematodos fitoparásitos con la planta huésped se basa en el modelo gen a gen, según el cual un gen de avirulencia (gen Avi) en el nematodo se corresponde con un gen de resistencia (gen R) en la planta. Si la planta no posee un gen R específico para el nematodo se produce una reacción compatible. En una interacción compatible, la planta no activa una respuesta de defensa frente al nematodo, permitiendo el desarrollo y crecimiento de este en sus tejidos, produciendo síntomas generalizados característicos del fitoparásito. Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 31 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Nave Virulencia Parcela Orinetación Tratamiento Injerto Pi (J2/250cc suelo) D avir D1 D Melón Patrón Si 527 D avir D2 D Melón Patrón Si 319 D avir D3 D Melón Patrón Si 627 D avir D4 D Melón Patrón Si 306 D avir D5 D Melón Patrón Si 15 D vir D6 D Melón Patrón Si 0 D vir D7 D Melón Patrón Si 8 D vir D8 D Melón Patrón Si 0 D vir D9 D Melón Patrón Si 10 D vir D10 D Melón Patrón Si 0 E avir E1 D Melón Patrón Si 70 E avir E2 D Melón Patrón Si 38 E avir E3 D Melón Patrón Si 47 E avir E4 D Melón Patrón Si 66 E avir E5 D Melón Patrón Si 0 E vir E6 D Melón Patrón Si 68 E vir E7 D Melón Patrón Si 230 E vir E8 D Melón Patrón Si 390 E vir E9 D Melón Patrón Si 110 E vir E10 D Melón Patrón Si 59 D avir D1 E Melón variedad No 680 D avir D2 E Melón variedad No 315 D avir D3 E Melón variedad No 39 D avir D4 E Melón variedad No 194 D avir D5 E Melón variedad No 32 D vir D6 E Melón variedad No 143 D vir D7 E Melón variedad No 30 D vir D8 E Melón variedad No 0 D vir D9 E Melón variedad No 14 D vir D10 E Melón variedad No 19 E avir E1 E Melón variedad No 1092 E avir E2 E Melón variedad No 488 E avir E3 E Melón variedad No 530 E avir E4 E Melón variedad No 481 E avir E5 E Melón variedad No 126 E vir E6 E Melón variedad No 59 E vir E7 E Melón variedad No 184 E vir E8 E Melón variedad No 413 E vir E9 E Melón variedad No 380 E vir E10 E Melón variedad No 416 32 Tabla. 6: Tabla distribución plantas en Agrópolis 3.3 Métodos analíticos Las muestras de melón Cantaloup se recolectaron y se realizó un procedimiento de selección de las muestras según el peso y el calibre de estas. Tal y como se muestra en la Figura.10, se describe el diagrama que se realizó para realizar los análisis. Aunque en este trabajo se haya determinado el calibre y peso, pH, sólidos solubles totales (°Brix) y parámetros del color y la textura instrumental (realizadas por parte de los miembros del grupo de investigación de UPC), además de algunas analíticas realizadas de ácido ascórbico, también se han tenido en cuenta datos de otros años para poder hacer una comparativa y realizar el tratamiento estadístico. Figura. 10: Diagrama de los análisis realizados Muestra (melón cantaloup) Fruto entero peso calibre color Fruto triturado muestra fresca pH SST Muestra congelada Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 33 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech 3.3.1 Calibre y peso La primera selección de melón se realizó con las medidas de calibre y peso. Para ello, se midió el calibre vertical y horizontal de cada melón. La medida se realizó con un pie de rey digital con un rango entre 0-300mm. En cuanto al peso, un requisito que se determinó para las piezas fue que estas deberían de tener un valor superior a 500g debido a que es un parámetro de calidad para ser comercializado. 3.3.2 pH La medida de pH se realizó en cada melón recolectado y preseleccionado. La medida de pH se hizo con un pH-metro Crison GLP-22 con el método AOAC 981.12, se tritura la muestra, se centrifuga y se hace una medición del pH del extracto. Todas las muestras se analizaron por duplicado. 3.3.3 Solidos Solubles Totales, (SST) (°Brix) Para la determinación de los sólidos solubles totales, se realizó a partir del extracto usado para hacer la medición de pH. Utilizando el método AOAC 981.12 mediante un refractómetro modelo ATAGO PR-101. Todas las muestras se analizaron por duplicado. 3.3.4 Determinación del color La determinación del color del melón se realizó en la pulpa. Para ello, se empleó un colorímetro modelo KONICA MINOLTA CR-400 con tamaño de apertura de 8mm e iluminante D65, 10°. Los parámetros determinados fueron: - L*: luminosidad, graso de claridad; 0= negro y 100= blanco - a*: cromaticidad de verde (-a) a rojo (+a) 34 - b*: cromaticidad de azul (-b) a amarillo (+b) A partir de los datos a* y b*, se calculó el Chroma, el ángulo Hue y el índice de color, con las siguientes ecuaciones: (ecuación 1, 2 y 3) El chroma, es la saturación: Chroma (C*) =√(𝑎2+ 𝑏2) (Eq.1) El Hue, es el ángulo (matriz): Hue (h)= tang-1 (a*/b*) (Eq.2) Índice de color: IC=(𝑏∗ ·1000) (𝑎∗ ·𝐿∗) (Eq.3) Todas las muestras se analizaron cuatro veces. 3.4 Análisis estadísticos Los resultados se analizaron mediante un análisis de variancia (ANOVA) a partir del modelo lineal general (GML) para estudiar el efecto del tipo de tratamiento (uso o no de injerto), población de nematodos y virulencia de la población sobre los parámetros de calidad del fruto. También, se realizó el test de Pearson entre todos los parámetros, para determinar las relaciones lineales existentes entre ellos. El nivel de significancia elegido para determinar si existía relación significativa entre las diferentes variables fue del 95%. Previamente se vio cuáles eran las variables que tenían una relación significativa y se eliminaron valores atípicos. Para todo este estudio se utilizó el programa Minitab 18 (Minitab, Inc.). Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 35 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech 4. Resultados y discusión 4.1 Efecto del injerto en la calidad del melón Cantaloup 4.1.1 Efecto del injerto sobre el peso y calibre del melón Para poder estudiar si hay un efecto en la utilización del injerto sobre las características del melón, se ha realizado un análisis estadístico con los resultados de los melones obtenidos donde no hay población de nematodos (población inicial, Pi=0). El peso mínimo de los melones debía de ser superior o igual a 500g, límite según el peso comercial de este fruto. Como durante la recolección se determinaron pesos inferiores en el tratamiento de variedad, se decidió coger todos los valores de peso para el tratamiento estadístico debido a que si no, no había suficiente muestra para poder realizar el análisis. En la Figura.11, se puede observar que en el caso de melón patrón (injertado) se obtuvieron frutos con mayor peso, además de presentar un mayor número de muestra, en comparación al melón variedad. El modelo de regresión explica el 12,08% (R2) de la variación en tratamiento. Sin embargo, no presenta un aumento significativo (p>0,05) del peso del melón según el tipo de tratamiento. PATRÓNVARIEDAD 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 Tratamiento Peso (g) 36 Figura. 11: Peso en melones variedad (planta no injertada) (n=14) y patrón (planta injertada) (n=70) Como se puede observar en la Figura.12, los melones que presentan un tratamiento de variedad (sin injertar), presentan unos calibres más pequeños que los melones patrón (con injerto), observándose una diferencia más clara en el calibre vertical. Los modelos de regresión lineal explican el 11,84% en el calibre vertical y 0,83% en el calibre horizontal. La relación entre los dos tipos de calibre y los dos tipos de tratamiento en melones fue no significativa (p>0,05). Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 37 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Figura. 12: Calibre en melones variedad (planta no injertada) (n=13) y patrón (planta injertada) (n=70) NOTA: izquierda: calibre vertical respecto al tratamiento en melones y derecha: calibre horizontal respecto al tratamiento en melones. PATRÓNVARIEDAD 120 110 100 90 80 Tratamiento Calibre h (mm) PATRÓNVARIEDAD 140 130 120 110 100 90 80 70 Tratamiento Calibre v (mm) 38 4.1.2 Efecto del injerto sobre el melón en SST y pH. La Figura.13, muestra que los dos tipos de tratamiento presentan valores similares en sólidos solubles totales (SST). El modelo de regresión explica el 25,56% (R2) de la variación en sólidos solubles totales. Figura. 13: Solidos Solubles Totales, SST (°Brix) en melones variedad (planta no injertada) (n=17) y patrón (planta injertada) (n= 110) Los promedios de SST (°Brix) para melones variedad y patrón fue de 12,3 ± 1,5 y 13,5 ± 0,7, respectivamente. Aunque los dos tipos de tratamiento obtuvieron valores similares de sólidos solubles totales, cabe destacar que los melones patrón (con injerto) dieron un valor superior. Hay diferentes opiniones respecto a si el injerto afecta o no la calidad del melón. En este estudio la calidad del fruto respecto a azúcares aumentó significativamente. Una buena selección de injerto puede ayudar al rendimiento y mejorar la calidad de la fruta, para ello es importante hacer una buena combinación entre la selección del injerto y las condiciones a las que se somete el cultivo (Yetisir et al. 2013). PATRÓNVARIEDAD 16 15 14 13 12 11 Tratamiento SST(ºBrix) Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 39 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech En la Figura.14, podemos observar que el tratamiento en melones patrón hace que los melones tengan un pH menor a los melones variedad. Sin embargo, esta relación no presenta una disminución significativa (p>0,05). Por lo que respecta al modelo de regresión, este explica el 6,68% (R2) de la variación en pH. Figura. 14: pH en melones variedad (planta no injertada) (n=10) y patrón (planta injertada) (n=72) Los promedios de pH para melones variedad y patrón fue de 6,6 ± 0,3 y 6,4 ± 0,3, respectivamente. En los dos tipos de tratamiento se obtuvieron valores de pH similares por lo que no se puede decir que el tratamiento provoque un cambio en el pH. PATRÓNVARIEDAD 7,00 6,75 6,50 6,25 6,00 5,75 5,50 Tratamiento pH 40 4.1.3 Efecto del injerto sobre el color de la pulpa en el melón. La Figura.15, muestra que el tipo de tratamiento aumentó significativamente (p<0,05) la luminosidad de los melones. El modelo de regresión explica el 41,19% (R2) de la variación en luminosidad. Figura. 15: Luminosidad (L*) en melones variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59) Podemos observar que los melones patrón presentan una luminosidad más alta en comparación a los melones variedad, con una media de 58,7 ± 3,7 y 51 ± 3,1 respectivamente. La Figura.16, muestra que el tipo de tratamiento tiene una relación significativa (p<0,05) con la saturación (C*) en los melones. El modelo de regresión explica el 41,99% (R2) de la variación en saturación (Croma). En el matiz (Hue) ocurre lo contrario, la relación entre tipo de tratamiento y matiz no es significativa (p>0,05). El modelo de regresión explica el 0,03% (R2) de la variación en matiz. PATRÓNVARIEDAD 70 65 60 55 50 45 Tratamiento L* Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 47 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Tabla. 7: Tabla de valores de los calibres en melón Cantaloup en población inicial 0, 66 y 319. Población inicial(J2/250cc) Melón Patrón Calibre h (mm) Calibre v(mm) Esfericidad 0 DD10D Planta1 99,78 90,17 1,11 66 EE4D Planta2 100,47 102,3 0,98 Planta4 101,47 95,02 1,07 319 DD2D Planta2 107,84 87,4 1,23 Planta3 115,97 87,29 1,33 4.2.2 Efecto de la infestación de nematodos sobre el pH y SST del melón. En la Figura.23, se puede observar que hay un aumento significativo (p<0,05) de los sólidos solubles totales con respecto al tipo de tratamiento y densidad inicial de nematodos. Por otro lado, la variable dependiente de virulencia, no presenta un nivel de significancia (p>0,05) en melón variedad. Sin embargo, en melón patrón podemos observar que en las poblaciones virulentas el nivel de solidos solubles totales disminuye significativamente (p<0,05). Figura. 23: Solidos Solubles totales en melones variedad (planta no injertada) y patrón (planta injertada) según la población inicial de nematodos, virulencia de la población y tipo de tratamiento. Tratamiento Virulencia Pi (J2/250cc suelo) PATRÓN VARIEDAD vir avir vir avir 416 390 230 110 68 10 8 0 627 527 319 306 70 66 47 38 15 0 416 413 380 184 143 59 30 19 14 0 1092 680 530 488 481 315 194 126 39 32 16 15 14 13 12 11 10 9 SST(ºBrix) 48 Los promedios de SST (°Brix) para melones patrón y variedad fue de 13,1 ± 1,1 y 12,9 ± 1,4, respectivamente. En la Figura.23, que en el caso de melón variedad se obtuvieron melones con mayor concentración de solidos solubles totales en poblaciones con poca densidad de nematodos, aunque no se puede afirmar que sea debido a esta variable ya que no hay suficiente muestra como para poder ver si hay o no una tendencia. En el caso de melón patrón, no se produce una disminución de la concentración de solidos solubles totales con respecto a un aumento de la densidad de nematodos en población sin virulencia, todo lo contrario a la que presenta virulencia ya que, como se puede ver en el gráfico, estos solidos solubles totales disminuyen con el aumento de número de nematodos. Con respecto al cambio de pH, no se observa ningún cambio significativo con respecto a la población inicial de nematodos (Figura.24). El modelo de regresión explica el 31,94% (R2) de la variación en pH. La relación entre población inicial y pH de melones con diferente tratamiento fue no significativa (p>0,05). El mismo resultado para la variable virulencia, tampoco presenta una relación significativa con el pH. (p>0,05). Figura. 24: pH en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (Variedad (planta no injertada) (n=10) y patrón (plantainjertada) (n=72)) Tratamiento Virulencia Pi (J2/250cc suelo) PATRÓN VARIEDAD vir avir vir avir 416 390 230 110 68 10 8 0 627 527 319 306 70 66 47 38 15 0 416 413 380 184 143 59 30 19 14 0 1092 680 530 488 481 315 194 126 39 32 7,25 7,00 6,75 6,50 6,25 6,00 5,75 5,50 pH Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 49 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech 4.2.3 Efecto de la infestación de nematodos sobre el color de la pulpa en el melón. En este apartado, se muestra el efecto de la interacción injerto-nematodo, virulencia de los nematodos y densidad de población inicial sobre los parámetros de color estudiados de la pulpa de los melones Cantaloup. En la Figura.25 se puede observar que la variable virulencia en melones patrón no disminuye significativamente la luminosidad (p>0,05). En el caso de melón variedad, no se pudo estimar si esta variable dependiente era significativa, debido a que no se dispone de suficiente muestra. Por otro lado, la densidad de población aumenta significativamente (p<0,05) la luminosidad en el fruto. El modelo de regresión explica el 50,39% (R2) de la variación en luminosidad. Figura. 25: Luminosidad (L*) en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (Variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59)) El promedio en variedad y patrón para la luminosidad (L*) fue de 52,3 ± 5,5 y 57,4 ± 4,3 respectivamente. Estos valores indican que los melones en los dos tipos de tratamiento están más próximos entre sí. Tratamiento Virulencia Pi (J2/250cc suelo) PATRÓN VARIEDAD vir avir vir avir 416 390 230 110 68 10 8 0 627 527 319 306 70 66 47 38 15 0 416 413 380 184 143 59 30 19 14 0 1092 680 530 488 481 315 194 126 39 32 70 65 60 55 50 45 40 L* 50 En la Figura.26, muestra que la densidad de población en melones variedad aumenta significativamente (p<0,05) la saturación en los melones, sin embargo no se pudo estimar la significancia en la variable virulencia. Por otro lado, los melones patrón presentan una densidad de población que disminuye significativamente (p<0,05) la saturación (C*). Además también presenta una relación significativa (p<0,05) entre la virulencia y la saturación. Esto explica, que en el gráfico se vea una tendencia a la disminución de los niveles de saturación en aquellos frutos que provienen de plantas patrón donde su población era virulenta. El modelo de regresión que explica el 46,83% (R2) de la variación en saturación (croma) con respecto a las tres variables dependientes. Tal y como se ha mencionado anteriormente en el apartado anterior, el tipo de tratamiento presenta una relación significativa con este parámetro. Figura. 26: Saturación (C*) en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59)) Por otra parte, tal y como se muestra en la Figura.27, hay una relación significativa (p<0,05) entre la densidad de población y el matiz, para los dos tipos de melones. En el caso del melón patrón, la virulencia disminuye significativamente (p<0,05) el matiz (Hue). El modelo de regresión explica el 36,53% (R2) de la variación en matiz. Tratamiento Virulencia Pi (J2/250cc suelo) PATRÓN VARIEDAD vir avir vir avir 416 390 230 110 68 10 8 0 627 527 319 306 70 66 47 38 15 0 416 413 380 184 143 59 30 19 14 0 1092 680 530 488 481 315 194 126 39 32 55 50 45 40 35 30 25 20 15 C* Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 51 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Figura. 27: Matiz (Hue) en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. (variedad (planta no injertada) (n=12) y patrón (planta injertada) (n=59)) Los promedios de saturación (C*) para melones variedad y patrón fueron de 31,1 ± 6,8 y 34,9 ± 3,9, respectivamente. En tanto a matiz (Hue) para melones variedad y patrón, los promedios fueron de 68,8 ± 3,3 y 70,5 ± 1,5, respectivamente. No hay una gran diferencia entre valores según el tipo de tratamiento. En la Figura.28, se observa en el diagrama cromático, de manera aproximada los valores promedio del color según el tipo de tratamiento, como se puede ver hay un ligero aumento en los valores promedio de a y b en melones con tratamiento patrón (injertados). Tratamiento Virulencia Pi (J2/250cc suelo) PATRÓN VARIEDAD vir avir vir avir 416 390 230 110 68 10 8 0 627 527 319 306 70 66 47 38 15 0 416 413 380 184 143 59 30 19 14 0 1092 680 530 488 481 315 194 126 39 32 76 74 72 70 68 66 64 62 60 Hue 52 Figura. 28: Diagrama cromático. Se indica, de manera aproximada, mediante un círculo la posición que ocuparía la media en melón variedad (planta no injertada) (color azul) y patrón (planta injertada) (color naranja). Fuente: https://sensing.konicaminolta.us/wp-content/uploads/labfigure2.jpg Se determinó el índice de color de la pulpa, donde como se puede ver en la Figura.29, muestra que la población inicial de nematodos afectó significativamente (p<0,05) a la disminución del color en los dos tipos de tratamiento. Por otro lado, la virulencia sí tiene una relación significativa (p<0,05) con el índice de color para melones patrón. El modelo explica el 57,36% (R2) de la variación en índice de color. Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 53 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech Figura. 29: Índice de color en melones Cantaloup según el tipo de tratamiento, virulencia y densidad de población inicial. Los rangos en los que se encuentran tanto la pulpa como la corteza son: IC* entre +2 a +20, (colores que van desde el amarillo pálido al naranja intenso), para la Pulpa, en el caso de los melones variedad presentaron un promedio de 7,6 ± 2,1 y en el caso de los melones patrón de 6,2 ± 0,6 .Por lo que podemos deducir que los melones patrón presentaban una tonalidad más clara y amarilla que los de variedad que presentaba una tonalidad hacia el amarillo-anaranjado. (Figura.30) Tratamiento Virulencia Pi (J2/250cc suelo) PATRÓN VARIEDAD vir avir vir avir 416 390 230 110 68 10 8 0 627 527 319 306 70 66 47 38 15 0 416 413 380 184 143 59 30 19 14 0 1092 680 530 488 481 315 194 126 39 32 15,0 12,5 10,0 7,5 5,0 IC 54 Figura. 30: Niveles de índice de color Fuente:(Jiménez-Cuesta, Cuquerella, and Martínez-Jávega, 1981) Todos los melones analizados independientemente del tratamiento y la virulencia, se encuentran dentro de rangos óptimos para esta variedad. En la Tabla.8, podemos observar que los melones provenientes de plantas sin injertar obtuvieron una coloración más anaranjada que los de patrón. Tabla. 8: Coloración de los melones según tipo de tratamiento y densidad del cultivo de nematodos. Cultivo Tratamiento IC* Color Primavera 2019 Variedad (sin injerto) Sin nematodos 6,89 ± 0,75 Amarilloanaranjado nematodos 7,63 ± 2,05 Amarilloanaranjado Patrón (con injerto) Sin nematodos 6,03 ± 0,76 Amarillo pálido nematodos 6,22 ± 0,63 Amarillo pálido Estudio del efecto de los nematodos y el injerto en la composición nutricional del melón Cantaloup 55 Escola Superior d’Agricultura de Barcelona UPC - BarcelonaTech 4.3 Comparativa con los resultados de cultivos de melón de primavera en campañas anteriores Los resultados solo se pueden comprar con respecto a la densidad de población inicial de nematodos y el tipo de tratamiento, debido a que en los años anteriores no se ha estudiado la parte de la virulencia de los nematodos. En la Tabla.9, se muestra la comparativa entre los resultados de los dos últimos años (2016, 2017 y 2018) en cultivos de primavera. Se puede observar que hay una tendencia en ciertos parámetros como el peso y los calibres a aumentar. Aunque el análisis de este año (2019) no da un nivel de significancia en estos dos parámetros, se ha visto que en melones con tratamiento patrón (injertados) y con densidad de población de nematodos, estos presentan un peso y calibre mayor. También, en cuanto al parámetro de solidos solubles totales, estos presentan la tendencia de aumentar por el tratamiento, sin embargo, se produce una disminución con la presencia de nematodos. En cuanto al color, no se observa una clara tendencia debido a que según el año de estudio presenta resultados diferentes. Aun así, parece que la tendencia sea a un aumento de luminosidad y del matiz del color de la pulpa, presentándose en melones patrón tonalidades más anaranjadas, no demasiado perceptibles para el ojo humano, que en melones variedad. 56 Tabla. 9: Tabla comparativa de los parámetros estudiados respecto al tipo de tratamiento (variedad-patrón) durante los 3 años de cultivo Parámetro (Ramos, 2016) (Marín,2017) (Guerra,2018) 2019 Peso ↑ - ↑(IA) ns Calibre vertical ↑ ↑ ↑(IA) ns Calibre horizontal ↑ ↑ ↑(IA) ns SST ↓ ↑ ↓ ↓ pH ↓ ns ↓ ns Luminosidad (L*) ns - ↑(IA) ↑ Saturación (C*) ns ns ↓ ↑ Matiz (Hue) ns - ↑ ↑ IC - - ↓ ↓ Nota 1: Todos los parámetros son respecto población inicial de nematodos, excepto aquellos que presentan (IA), índice de agallamiento. Nota 2: ns: no significativo