Introducción

El tomate (Solanum lycopersicum L.), es la hortaliza más cultivada y consumida a nivel nacional e internacional (^{FAOSTAT, 2017}). En Ecuador, este cultivo es de suma importancia, para la canasta básica familiar, con un consumo de 5 kg per cápita, lo cual tiene una tendencia al incremento condicionado por las nuevas formas y estilos de alimentación (^{SINAGAP, 2013}). No obstante, el rendimiento promedio del cultivo al estar por debajo de sus potencialidades no logra cubrir las demandas de la industria ni las del consumo fresco (^{SINAGAP, 2013}; ^{FAOSTAT, 2018}).

Actualmente, se aplican productos biológicos como los bioestimulantes para reducir al mínimo el empleo de productos químicos que ocasionan toxicidad a la salud humana y al agroecosistema en general y a su vez mejoran el rendimiento de los cultivos, al contener principios activos que actúan sobre la fisiología de las plantas (^{Rodríguez et al., 2013}).

Dentro de estos principios activos se encuentra el quitosano, reportado por diversos autores con efectos económicos y biológicos superiores a otros productos tradicionales, ya que es de fácil obtención, no produce contaminantes y es biocompatible con tejidos de plantas y animales (^{Rodríguez-Pedroso et al., 2015}; ^{Berumen-Varela et al., 2015}; ^{González et al., 2017}).

Con la utilización del quitosano, se han obtenido resultados relevantes en cultivos de granos como arroz y frijol, en tubérculos como la papa y hortalizas como el tomate y pepino, entre los más importantes, los cuales han registrado mejoras en diversas variables fisiológicas relacionadas con el crecimiento y desarrollo acelerando el ciclo fenológico, adelantando la floración y fructificación, así como ejerciendo una influencia marcada en el incremento del rendimiento a partir del mejoramiento.

En patrones de adaptabilidad a diferentes formas de estrés abióticos y bióticos, como el incremento de tolerancia a estrés salino e hídrico, así como la activación de mecanismos de defensa contra patógenos y enfermedades que pueden provocar (^{Van-Toan y Thi-Hanh, 2013}; ^{Morales-Guevara et al., 2015}, ²⁰¹⁶).

Por otra parte, se ha destacado la influencia del quitosano en la conservación y mejora de las propiedades de los frutos y vegetales en el periodo de cosecha y postcosecha (^{Escudero et al., 2017}; ^{Jiang et al., 2018}; ^{Romanazzi et al., 2018}; ^{Rendina et al., 2019}). Siendo de esta forma, el quitosano puede constituir un producto con influencia positiva sobre el cultivo del tomate.

Sin embargo, para lograr un efecto óptimo sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento de este, es imprescindible la determinación de la dosis más adecuada para las condiciones donde fue desarrollado el experimento. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de dosis crecientes de quitosano (150, 200, 250 y 300 mg L^-1), sobre el cultivo del tomate.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

La aplicación del quitosano en la planta de tomate influyó positivamente sobre la altura incrementando sus valores con independencia de la dosis utilizada, debido que las cuatro concentraciones (150, 200, 250 y 300 mg L^-1) superaron significativamente (p≤ 0.05) al tratamiento control (Figura 1). De esta forma, las mayores concentraciones (250 y 300 mg L^-1) estimularon el crecimiento de las plantas, al incrementar la altura con respecto a donde se aplicó la dosis más baja (150 mg L^-1).

Figura 1 Efecto del quitosano sobre la altura del cultivo de tomate cultivar Floradade. Medias con letras distintas en las barras, indican diferencias significativas, según la prueba de Tukey (p≤ 0.05). 

Los resultados obtenidos son similares a los encontrados por ^{Terry-Alfonso et al. (2017)}, quienes observaron que al aplicar quitosano a la concentración de 1 g L^-1, las plántulas de tomate lograron alcanzar mayor altura entre todas las concentraciones aplicadas. Sin embargo, este mismo producto a la misma concentración en el cultivo del arroz, no mostró diferencias significativas con respecto al control (^{Rodríguez-Pedroso et al., 2017}), lo cual sugiere que la actividad del quitosano puede variar en dependencia de las características de la especie objeto de estudio.

Las dosis de quitosano aplicadas también provocaron diferencias significativas en los componentes del rendimiento del tomate (Cuadro 1). Las mayores concentraciones (200 a 300 mg L^-1), en todos los casos estimularon los componentes del rendimiento evaluados, cuando se compararon con el tratamiento control, incluso, la concentración más baja de quitosano (150 mg L^-1) logró mejorar significativamente (p≤ 0.05) los resultados de las variables, racimos por frutos, diámetro polar y ecuatorial del fruto, así como masa del fruto, con relación a donde no fue aplicado el quitosano.

En la variable masa del fruto, el tratamiento a base de 300 mg L^-1, fue superior con diferencias significativas (p≤ 0.05) al resto de las dosis utilizadas y el control. En cuanto al número de frutos por plantas, los tratamientos de 200 y 300 mg L^-1 alcanzaron los mayores valores (p≤ 0.05), mientras que el control sin aplicación y la dosis de 150 mg L^-1, no difirieron entre sí.

En este sentido, ^{Jiménez-Arteaga et al. (2015)} comprobaron que concentraciones similares lograban los mayores valores de diámetro ecuatorial en el cultivo del tomate, pero en el cultivar H-3108 y en condiciones de casas de cultivo protegido, no obstante, reportaron un efecto contrario para el diámetro polar del fruto, ya que la menor concentración logró el mayor diámetro en el cultivar H-3108.

Algunos autores han encontrado estimulación del crecimiento y rendimiento con la aplicación del quitosano en diferentes cultivos como tabaco, frijol y maíz ( ^{Martínez-González et al., 2017}; ^{Torres-Rodríguez et al., 2018}). Esta respuesta se ha atribuido a que el quitosano, estimula la producción de clorofila y la fotosíntesis en las plantas (^{Iriti et al., 2009}).

Lo cual pudiera explicar el aumento de la altura y los componentes del rendimiento del cultivar de tomate utilizado en nuestro estudio. Asimismo, ^{Ordookhani y Zare, (2011)}; ^{Kerch (2015)} también plantean que la aplicación de quitosano o sus formulaciones, pueden mejorar la calidad tanto externa como interna de los frutos.

Estos resultados fueron de igual forma evidentes en nuestro experimento, debido a que las distintas concentraciones aplicadas de quitosano mostraron diferentes resultados en los parámetros de calidad de los frutos de tomate, tales como el contenido de sólidos solubles totales, materia seca, vitamina C, pH y acidez (Cuadro 2).

En el contenido de proteínas, los tomates tratados con la dosis de 300 mg L^-1 presentaron el valor más bajo con respecto al resto de los tratamientos y el control, entre los cuales no se manifestaron diferencias significativas (p≤ 0.05). Los sólidos solubles totales mostraron resultados similares al contenido de proteínas, existiendo mayor contenido cuando no se aplicó el bioproducto.

Las dosis de 150, 200 y 250 mg L^-1, presentaron resultados similares entre ellas y a su vez fueron superiores (p≤ 0.05) que la dosis más alta aplicada. Tomates tratados con la dosis de 250 mg L^-1, presentaron el mayor valor de contenido de Vitamina C en los frutos; sin embargo, al aumentar la dosis a 300 mg L^-1 se obtuvo el contenido más bajo de esta variable con relación al control.

Las variables de materia seca absoluta, materia seca al aire y pH, no fueron influenciadas por la aplicación del quitosano en ninguna de las dosis utilizadas debidos a que los resultados obtenidos en ellas fueron similares al control. Se debe destacar, que en la mayoría de las variables evaluadas donde se aplicó la concentración de quitosano más alta se obtuvieron los valores más bajos, excepto en el porcentaje de acidez.

Además, en esta última variable el tratamiento control fue más ácido que el resto de los tratamientos, mientras que con la aplicación de 250 mg L^-1 de quitosano, existió una disminución en el porcentaje de acidez. Los resultados obtenidos pueden atribuirse a que el quitosano además de tener una acción bioestimulante sobre el crecimiento de plantas y frutos, también presenta una actividad elicitora, que aumentan la síntesis de enzimas y metabolitos defensivos, a expensas de las reservas energéticas de las plantas (^{Malerba y Cerana, 2016}).

Este hecho pudiera conducir a una disminución de los contenidos de sólidos solubles totales y vitamina C; a partir, de una determinada concentración de quitosano que según los resultados encontrados en esta investigación sería a 300 mg L^-1. Sin embargo, ^{Reyes-Pérez et al. (2018)} obtuvieron resultados diferentes en el cultivo del tomate, al demostrar que la aplicación foliar de quitosano a concentraciones de 300 y 400 mg L^-1 producían las mayores cantidades de sólidos solubles totales.

Respecto al contenido de minerales en las plantas, la aplicación del bioestimulante no ejerció una influencia marcada sobre ninguno de los elementos evaluados, solo se observó una ligera tendencia a la disminución cuando fue utilizada la dosis más alta (300 mg L^-1) sin diferencias significativas con relación al resto de los tratamientos, incluyendo al control (Cuadro 3).

Esta expresión pudiera estar vinculada con lo anteriormente explicado con relación a que la estimulación de procesos bioquímicos, moleculares y fisiológicos, que guardan estrecha relación con el crecimiento, desarrollo, defensa de las plantas e incluso el rendimiento del cultivo, actúan en detrimento de aquellos que guardan relación con la bioquímica de fruto y la concentración de nutrimentos, por lo cual, no se producen cambios importantes con la aplicación del quitosano (^{Malerba y Cerana, 2016}).

Sin embargo, estos resultados no coinciden con los obtenidos por ^{Salachna y Zawadzińska (2014)}, quienes encontraron en las variedades utilizadas que la concentración de quitosano aplicada influye en el aumento de toma de nutrientes por las raíces de las plantas y estimula la biosíntesis de nutrimentos y mecanismos de defensa a partir del efecto bioestimulante sobre las plantas.

Conclusiones

Los mejores resultados en las variables altura de la planta y componentes del rendimiento se obtuvieron al aplicar la concentración de 300 mg/L de quitosano. Los indicadores bioquímicos de calidad del fruto de tomate y su contenido de minerales no mostraron diferencias con la aplicación de quitosano.