¿Cómo afectan las mallas de sombra de colores a la calidad poscosecha de los productos frescos? Elazar Fallik, Sharon Alkalai-Tuvia, Daniel Chalupowicz y Tamar Azulay ARO, Instituto Volcani, Departamento de Ciencias Poscosecha
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¿Cómo afectan las mallas de sombra de colores a la calidad poscosecha de los productos frescos?
Elazar Fallik*, Sharon Alkalai-Tuvia, Daniel Chalupowicz y Tamar Azulay * efallik@volcani.agri.gov.il ARO, Instituto Volcani, Departamento de Ciencias Poscosecha
Índice 1. Introducción .............................................................................................................................. 1 2. Efecto de las mallas de sombreo de colores sobre las frutas ................................................... 2 3. Efecto de las mallas de sombreo de colores sobre las hortalizas ............................................. 4 4. Materiales plásticos de colores ................................................................................................. 6 5. Conclusiones.............................................................................................................................. 7 6. Imágenes ................................................................................................................................... 8
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Poscosecha, Cultivo
1. Introducción Las mallas se utilizan para proteger los cultivos agrícolas de la radiación solar excesiva (mallas de sombra), los peligros ambientales o las plagas (Sivakumar y Jifon, 2018). Las mallas negras se utilizan para dar sombra, mientras que las mallas claras y transparentes se utilizan para proteger de los peligros ambientales abióticos o de afecciones bióticas. Ninguno de los tipos anteriores de malla altera la composición espectral de la luz que llega a las plantas. En la última década más o menos, la malla de sombra fotoselectiva se ha convertido en un enfoque emergente, que introduce beneficios adicionales, además de las meras funciones protectoras de la red (Shahak et al., 2009; Shahak, 2014). Las mallas de sombra fotoselectivas son únicas porque modifican espectralmente y dispersan la luz transmitida. Las mallas fotoselectivas incluyen "ColorNets de colores" (por ejemplo, mallas de color rojo, amarillo, verde, azul) así como "ColorNets neutros" (por ejemplo, mallas de color perla, blanco y gris) que absorben bandas espectrales más cortas o más largas que las del rango de luz visible. La manipulación espectral tiene como objetivo promover específicamente respuestas fotomorfogenético-fisiológicas, mientras que la dispersión de la luz mejora la penetración de la luz en el dosel interior (Ilic y Fallik, 2017). Las modernas mallas de sombra están fabricadas con polipropileno tejido o materiales de polietileno tejido, con diferentes dimensiones de fibras y orificios para lograr niveles de sombra específicos. La fracción de luz que pasa a través de los orificios de la tela de la cortina permanece inalterada en su calidad, mientras que la luz que incide en los hilos se modifica espectralmente y se dispersa a la salida. Dependiendo de la pigmentación del hilo y el diseño de tejido con diferentes fibras y densidad variable para crear índices de tono específicos, las mallas de colores fotoselectivas proporcionan diversas mezclas de luz natural no modificada y luz dispersa modificada espectralmente (Appling, 2012). En comparación con mallas de sombra negras con el mismo factor de sombra, determinado por la radiación fotosintéticamente activa (PAR), se encontró que las mallas rojas y amarillas estimulan específicamente la tasa de crecimiento vegetativo y el vigor de cultivos de follaje y flor cortada, mientras que las mallas de sombra azul causan enanismo. Las mallas de sombra grises inducen ramificación y hábito arbustivo, junto con reducción del tamaño de las hojas y el variegado debido a su clara absorción en el rango de IR (Ilic y Fallik, 2017). Cuando aumentaron la luz azul y roja, las plantas exhibieron una fotosíntesis mejorada y una mayor productividad debido a las clorofilas a y b (Sivakumar et al., 2017). Eso se logró mediante el uso de mallas de sombra rojas y azules. Sin embargo, las mallas fotoselectivas pueden influir en el crecimiento y desarrollo de la planta ya en el vivero. Plantones de cítricos cultivados bajo una red roja mejoraron el diámetro de las plántulas, la longitud internodal, el área y el número de hojas, el peso seco de los brotes y el éxito de la brotación. Se registraron niveles más altos de nitrógeno, fósforo, potasio y zinc en las hojas de las plantas rugosas de limón y mandarina cultivadas bajo una red de sombra roja. La altura de la
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planta en plantones de limón rugoso se correlacionó positivamente con la longitud internodal, el éxito de la brotación y el área foliar, así como con los niveles de fósforo y hierro de las hojas. El mayor número de plantones con brotes se registró en condiciones abiertas, pero el éxito de la brotación fue mayor en cultivo protegido por una malla de sombra roja. Los brotes más largos de mandarina se registraron debajo de las mallas rojas, seguidas por las verdes y las blancas. Se registró una mayor fotosíntesis y conductancia estomática bajo la red de sombra roja, mientras que la intercepción de PAR más baja se registró en condiciones abiertas (Brar et al., 2020). El uso de mallas de sombra de colores también puede prolongar la capacidad de almacenamiento y la vida útil del producto, reduciendo así las pérdidas poscosecha. Las mallas de sombreado fotoselectivas de color rojo, perla y amarillo aumentan marcadamente la productividad (Fallik et al., 2009), mejoran la calidad de la fruta (Goren et al., 2011; Kong et al., 2013) y reducen la infestación de cultivos por plagas y enfermedades (Díaz -Pérez, 2014). La aplicación de la tecnología de mallas de sombra fotoselectivas está ganando popularidad en las regiones agrícolas de Asia, África, Europa, América del Norte y del Sur. Las mallas de sombra se pueden colocar directamente sobre las plantas como un invernadero cubierto con mallas en vez de plástico o en combinación con túneles de plástico. También pueden ser móviles o fijos (Ilic et al., 2015). El objetivo de esta mini revisión es analizar la información más reciente sobre la manipulación de la calidad de la luz mediante mallas de colores fotoselectivas y sobre su influencia en los parámetros externos, internos, bioquímicos y sensoriales después de la cosecha y el almacenamiento prolongado y la vida útil de frutas y verduras. También comentamos el uso de plásticos de colores o materiales de acolchado en relación con el crecimiento de las plantas y la calidad de la fruta.
2. Efecto de las mallas de sombreo de colores sobre las frutas Las frutas con color, tamaño, firmeza y sabor atractivos tienen una alta aceptación por parte del consumidor y valor de mercado (Manja y Aoun, 2019). Satisfacer la demanda del mercado y ofrecer frutos de calidad superior es un desafío para los productores de frutales (Sivakumar et al., 2017). Manzana Manzanas cv "Honeycrisp" se cubrieron con mallas fotoselectivas de color perla, azul y rojo con un 20% de sombra. La luz dispersa fue mayor debajo de la malla de color perla en comparación con otros colores, mientras que la luz roja y roja lejana fue menor debajo de la malla azul. La fruta cosechada de árboles bajo mallas rojas y azules tuvo menos manzanas quemadas por el sol que la perla y el control.
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Poscosecha, Cultivo
El desarrollo del color rojo de la fruta fue menor cuando se utilizaron mallas. Curiosamente, la incidencia de bitter pit fue menor debajo de las mallas rojas. La calidad de la fruta 'Honeycrisp' no se vio afectada apreciablemente por el uso de mallas (Serra et al., 2020). Huertos de manzanas "Gala" y "Fuji" se cubrieron con mallas de color rojo y perla (proporcionando un 20% de sombra), respectivamente. Dependiendo del cultivar y del tipo de malla utilizada, la malla de sombra de color cambió la composición y la capacidad antioxidante de la cáscara de la fruta (Olivares-Soto et al., 2020). Se llevó a cabo una evaluación de un sistema de malla fotoselectiva roja sobre la producción de manzanas en un clima mediterráneo semiárido durante dos temporadas. En el momento de la cosecha, las manzanas provenientes de los árboles con mallas recibieron una mejor calificación que el control en términos de calidad y cantidad. El peso, el tamaño y el rubor del color de la fruta fueron significativamente más altos en las manzanas cultivadas bajo mallas en comparación con las descubiertas en ambos cultivares. Sin embargo, la firmeza de la fruta fue ligeramente menor bajo las mallas y no se reportaron diferencias significativas en términos de contenido de azúcar y ácido málico entre ambos tratamientos (Aoun y Manja, 2020). La malla antigranizo fotoselectiva de color perla colocada sobre manzanos redujo la incidencia de bitter pit hasta en un 52%, pero no afectó los otros parámetros de calidad de la fruta (Candian et al., 2020). Kiwi Basile et al. (2012) informaron de un alto contenido de sólidos solubles en kiwis "Hayward" cultivados bajo una malla de sombra de color rojo. Fruta de hueso Por otro lado, Giaccone et al. (2012) informan desde Italia que cubriendo el cultivar Laura de nectarina con mallas blancas, a diferencia de lo que ocurre con mallas rojas, aumentó el contenido de azúcar de la fruta. Se han investigado bien los efectos beneficiosos de las mallas de sombra de colores sobre las partes aéreas de las plantas, mientras que se ha descuidado el sistema de raíces. Cítricos En un experimento de campo, realizado en un huerto de naranjos de 4 años, Zhou et al. (2018) encontraron efectos positivos significativos de las mallas fotoselectivas en el rendimiento fisiológico de los árboles de cítricos al aumentar la tasa de fotosíntesis y el crecimiento vegetativo. Llegaron a la conclusión de que una red fotoselectiva amarilla tuvo un fuerte impacto en la interacción brote-raíz y resultó igualmente exitosa en promover el establecimiento rápido de árboles jóvenes de cítricos.
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Aguacate La malla azul y blanca (pero no roja) mejoró el rendimiento comercial, redujo la incidencia de antracnosis en el fruto del aguacate 'Hass' evaluado el quinto día en condiciones de anaquel debido al retraso en la maduración (Tinyane et al., 2018).).
3. Efecto de las mallas de sombreo de colores sobre las hortalizas Se han realizado numerosos experimentos para probar los efectos de las mallas fotoselectivas en la producción de hortalizas. Albahaca Se cultivó albahaca en suelo bajo una estructura cubierta con malla de color perla o roja (índice de sombra del 50%), o en condiciones sin sombra (control de campo abierto). La manipulación de la luz mediante mallas de colores aumentó el contenido en aceites esenciales y la actividad antioxidante en las hojas. Las plantas cultivadas bajo mallas de sombra azul se caracterizaron por el mayor contenido de eugenol y la mayor actividad antioxidante (Milenkovic et al., 2019). Lechuga La luz roja influye en la producción de flavonoides en las hojas de lechuga (Nsoante et al., 2016). Se registró un contenido de fenol total significativamente más alto en las plantas de lechuga cultivadas bajo mallas de sombra color perla y estuvo acompañado de un contenido de flavonoides y propiedades antioxidantes significativamente más altos en comparación con todas las demás mallas (Ilić et al., 2017). Por separado, se investigó la influencia de las mallas de sombra de colores (perla, azul o rojo con un 50% de sombra) en los rasgos de calidad de los cultivares de lechuga. La malla color perla aumentó significativamente el contenido de carotenoides en las hojas, mientras que la malla de sombra azul determinó un contenido de antioxidantes más alto, en comparación con otras mallas (Ilic et al., 2019). No obstante, la concentración de los pigmentos y el contenido en fitoquímicos depende de la respuesta del genotipo a diferentes condiciones ambientales y de luz (Pinheiro et al. (2020). Espinaca Las espinacas tiernas cultivadas bajo mallas negras tuvieron menos pérdida de agua e incidencia de descomposición después del almacenamiento en frío a 4 °C, al tiempo que mantuvieron el contenido de flavonoides y la actividad antioxidante después de crecer bajo mallas de color perla, rojo y amarillo (Mudau et al., 2017). Pimiento Pimiento rojo cultivado bajo mallas de sombreo del 35% de color perla y amarillo mantuvo una mejor calidad después de 16 días a 7 °C y tres días a 20 °C, debido principalmente a la reducción de la incidencia de pudrición causada por Alternaria alternata, en comparación con las mallas comerciales negras y rojas (Goren et al., 2011). No se observaron diferencias significativas en el
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Poscosecha, Cultivo
porcentaje de pérdida de peso, firmeza y sólidos solubles totales en frutos recolectados bajo las mallas de sombra de diferentes colores. Además, las mallas de color perla y amarillo redujeron significativamente el inóculo de Alternaria spp. en campo. La mayor incidencia de Alternaria se encontró debajo de la malla de sombra roja. La significativa baja incidencia de pudrición en frutos cosechados bajo mallas de sombra perla y amarilla se debió al bajo nivel de inóculo de Alternaria spp. en el campo e inhibición de la esporulación fúngica y / o a una desaceleración de la maduración de la fruta durante su crecimiento, como lo demuestra el color de la piel de la fruta, que es más clara, lo que reduce la susceptibilidad de la fruta a la infección fúngica en el campo. La significativa baja incidencia de pudrición después de la cosecha se explicó además por la luz dispersa, su calidad y la relación entre el espectro de luz bajo las dos mallas de sombra en el rango de azul / UV y rojo / rojo lejano (Goren et al., 2011). Alkalai-Tuvia et al. (2014), informaron que la menor incidencia de pudrición en pimiento rojo bajo una red de sombra perlada se debió al alto nivel de actividad antioxidante y contenido de carotenoides que se sabe están involucrados en el mecanismo de defensa de la fruta contra los agentes causantes de la pudrición. Kong et al. (2013) informaron de resultados similares con pimiento rojo cultivado bajo una malla de sombra perlada. Se cultivaron pimientos tipo California bajo mallas negras, rojas, plateadas y blancas y un control sin sombra durante 2 temporadas. El uso de mallas de sombra aumentó el rendimiento y la calidad del fruto del pimiento en comparación con el fruto producido en condiciones sin sombra. Sin embargo, no hubo diferencias consistentes entre las mallas de colores en el rendimiento total y comercial de la fruta y la transpiración y composición química de la fruta poscosecha (Díaz-Perez et al., 2020). Galvez et al. (2020), informaron que sombrear las plantas de pimiento con mallas rojas fue eficiente para controlar la homeostasis iónica y el equilibrio hormonal de la planta para hacer frente al estrés por salinidad. En base a la información anterior, el efecto de la malla de sombra del color correcto depende de la condición ambiental específica en el sitio experimental y del genotipo. Fresa Se cultivaron fresas bajo mallas de sombra rojas, verdes y negras, con un 40% de sombra. Las mallas fotoselectivas aumentaron la antocianina en la fruta en comparación con el control. La conductancia estomática con la malla roja disminuyó en aproximadamente un 38% en comparación con la luz solar total. La temperatura más baja del suelo se observó bajo una la malla verde (Aras y Esitken, 2019). Tomate La malla de sombra roja dio como resultado una mejor calidad interna del fruto del tomate comprada con malla de color perla (Ilic’et al., 2019). Las plantas de tomate se cultivaron bajo mallas azules o rojas que generaban un rendimiento fotosintético similar desde el trasplante hasta el final de la cosecha de la fruta.
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Las plantas debajo de la malla roja eran más altas con una mayor superficie de hojas y una mayor proporción de brotes a raíces. Una mayor proporción de azul a rojo mejoró ligeramente el desarrollo reproductivo de las plantas de tomate, mientras que una mayor proporción de rojo a azul mejoró el contenido de azúcares del fruto, al tiempo que la acidez disminuyó. En un estudio diferente, una relación baja de luz azul frente a roja aumentó el peso de la fruta en la cosecha e incluso si no mejoró significativamente el rendimiento de la fruta, favoreció la calidad de la fruta ya que mejoró la relación azúcar / ácido en tomate (Thwe et al., 2020). Pepino Se evaluó la calidad de la luz transmitida por mallas grises, aluminizadas, perladas, azules, rojas y negras (control) con 30% de sombra, así como sus efectos sobre las propiedades fotosintéticas y la producción de frutos de las plantas de pepino. El verdor de las hojas y el área foliar aumentaron con la malla roja, mientras que el peso seco de las hojas aumentó con la red perla. La producción de frutos también se incrementó con mallas perladas, rojas, aluminizadas y azules, en comparación con la malla negra convencional (Tafoya et al., 2018).
4. Materiales plásticos de colores Aunque las mallas de sombra de colores están ganando popularidad entre los agricultores para mejorar el crecimiento de las plantas y la calidad de la fruta, en los últimos años también se han realizado investigaciones sobre acolchado con plásticos de colores o cubiertas de plástico para tunelillos, túneles e invernaderos en relación al o invernaderos en relación al crecimiento y la calidad de la fruta. Se cultivaron plantas de albahaca bajo películas plásticas amarillas, verdes o azules, más un control (Stagnari et al., 2018). Aunque las películas verdes tenían espectros de radiación transmitida muy similares a las azules, fueron los que tuvieron mayor efecto en la altura de la planta, mientras que el crecimiento bajo un film amarillo siempre resultaba en la mayor acumulación de biomasa. El sombreado también tuvo un impacto positivo en la acumulación de compuestos fenólicos; el uso de película verde GF generalmente disminuyó el contenido de ácidos rosmarínico y caftárico, mientras que en la cosecha hubo una mayor acumulación de ácido cafeico (Stagnari et al., 2018). La cubierta de plástico rojo retrasó el crecimiento de la población de Aphis gossypii en invernaderos de pepino a gran escala (Chi et al., 2019). Para evaluar la producción y calidad de la fruta, se cultivaron plantas de fresa bajo películas plásticas transparentes, rojas, amarillas, verdes, azules y violetas. Se constató que la película de plástico rojo es adecuada para la producción de fresas debido a los efectos de promoción sobre el crecimiento de las plantas, las capacidades fotosintéticas y el peso y la calidad de la fruta (Peng et al., 2020). El acolchado de polietileno de color plateado es la opción más adecuada para un mejor crecimiento, fisiología y calidad de la cebolla (Sarkar et al., 2019).
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Poscosecha, Cultivo
Las películas o film de plástico son el material principal que se aplica para el acolchado del suelo, pero también pueden causar estrés por calor y sequía en los cultivos en la temporada de verano. En un estudio anterior, Zhang et al. (2019) informaron que el papel biodegradable (BP) era un material de cobertura potencial para la producción de cultivos de verano, porque no solo podía disminuir la temperatura del suelo, sino también aumentar la humedad del suelo durante la temporada de verano. Se realizó un estudio que utilizó película plástica gris y diferentes colores (rojo, oscuro, azul y amarillo) de BP como materiales de cobertura del suelo para explorar sus influencias en el crecimiento del tomate, la calidad de la fruta y el rendimiento del tomate en la temporada de verano (You et al., 2021). Los BP rojos y azules generalmente mejoraron el crecimiento de las raíces y, por lo tanto, aumentaron el rendimiento total de frutos, en comparación con la película de plástico gris. Se observó una mejora general en la calidad de la fruta (vitamina C, azúcar soluble y relación azúcarácido) con los BP rojos y azules en comparación con las películas plásticas y otros BP de colores.
5. Conclusiones Las mallas de sombra fotoselectivas pueden mejorar el crecimiento y el rendimiento de la planta y pueden mantener la calidad del producto fresco durante el almacenamiento prolongado y la vida útil, según el cultivo y el tipo de malla utilizada. Adicionalmente, la información expuesta indica que las condiciones ambientales generadas en invernaderos de plástico, estructuras de malla o huertos cultivados bajo mallas de sombra de colores pueden mejorar el valor nutricional de las frutas y verduras. El tipo de red, los materiales de la red, el tiempo de aplicación y el sistema de estructura pueden afectar la respuesta del cultivo. Es necesario comprender mejor el efecto de tales factores para mejorar la respuesta de los cultivos y garantizar un rendimiento de fruta de calidad. Además, el color de la red puede provocar diferentes respuestas fisiológicas en el cultivo según el tipo de cultivo, la variedad y la ubicación de la finca (diferentes condiciones climáticas y de luz), así como el comportamiento vegetativo y reproductivo de los cultivos (Manja y Aoun, 2019). Se necesitan más estudios para comprender los mecanismos involucrados en el comportamiento de la planta y el aumento de la productividad. Tal comprensión ayudaría a los investigadores y agricultores a decidir el tipo de mallas fotoselectivas de colores que utilizarán y el período de sombreado necesario para la respuesta deseada del cultivo (García-Sánchez et al., 2015; You et al., 2021). Es posible también que la combinación entre el acolchado de colores y la malla de sombra sea sinérgica y puedan obtenerse más beneficios para la calidad de los productos frescos.
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6. Imágenes
Cultivo de banano bajo una red de color perla en Israel (E. Fallik)
Estación experimental en Sudáfrica para hortalizas (E. Fallik)
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Poscosecha, Cultivo
Estación experimental en la región desértica de Israel para hortalizas (E. Fallik)
Cultivo de pimiento dulce en el desierto del noroeste de Negev en Israel bajo redes de sombra negras, amarillas, rojas o perladas (E. Fallik)
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Cultivo de frambuesa en las montañas de Samaria en Israel bajo una red de sombra roja (E. Fallik)
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