SOLICITUD PARA LA PRESENTACIÓN DE PROYECTOS CON AMÉRICA LATINA (CONVOCATORIA 2014) TIPO DE PROYECTO: Proyectos-Semilla (PID) TÍTULO DEL PROYECTO: Caracterización morfológica, molecular y agronómica de diversas accesiones de tomate de árbol Solanum betaceum Cav.: Aprovechamiento de su diversidad para el mejoramiento de la productividad a través de condiciones controladas CENTRO DE LA UPM: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos DEPARTAMENTO: Biología Vegetal RESPONSABLE DEL PROYECTO: Pérez Ruiz, César Teléfono: 913365659/ 639384683 Fax: 913365656 Mail: cesar.perez@upm.es UNIVERSIDAD O INSTITUCIÓN LATINOAMERICANA: Técnica Particular de Loja RESPONSABLE DEL PROYECTO: Dr. Pablo Acosta Quezada CENTRO O DEPARTAMENTO: Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos PAÍS: Ecuador
TÍTULO DEL PROYECTO: Caracterización morfológica, molecular y agronómica de diversas accesiones de tomate de árbol Solanum betaceum Cav.: Aprovechamiento de su diversidad para el mejoramiento de la productividad a través de condiciones controladas BREVE DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: En una fase inicial del proyecto la UTPL ha evaluado la diversidad genética de la especie, sus implicaciones en la conservación y posible mejora genética y productiva; recientemente se ha finalizando un estudio sobre la diversidad de la especie con referencia a la composición química de los frutos y su incidencia en el aprovechamiento y comercialización. Los resultados obtenidos son una base consistente para plantear una alternativa de producción sustentable que permita elegir y evaluar agronómicamente aquellos materiales con mayor potencialidad en rendimiento y calidad con expectativas para mercados nacionales e internacionales especialmente. A través de la Investigación de la producción de tomate de árbol (considerando su diversidad genética) bajo una nueva alternativa tecnológica para la especie, como lo es el uso de invernaderos (condiciones controladas), se pretende desarrollar un sistema sustentable que permita mejorar la productividad del cultivo con buenas expectativas para la exportación; con lo cual se aportaríaal desarrollo económico de quienes se dedican a éste cultivo, en especial ciertas comunidades indígenas establecidas en la región andina de Ecuador. ANTECEDENTES DEL PROYECTO: El tomate de árbol (Solanum betaceumcav.) es originario de la región andina, posiblementedebolivia (Bohs& Nelson, 1997). Sus frutos son comestibles, de sabor agradable, ligeramente ácidos y con un alto contenido de provitamina A, vitaminas C y B6 y minerales como el hierro y potasio (Vasco et al., 2009), por lo que su cultivo y consumo son muy populares en los Andes(Prohens& Nuez, 2000). Es una importante alternativa en la producción, diversificación y mercadeo de productos no tradicionales, los cuales son una opción importante en la comercialización (Hallam et al., 2004); siendo también un cultivo prometedor para ciertas regiones de clima mediterráneo, como por ejemplo España e Italia, mientras que en Nueva Zelanda (Oceanía) su producción y exportación han crecido de forma considerable en las últimas décadas (Prohens& Nuez, 2000). Por lo que respecta a la región andina, en especial Ecuador, su cultivo y comercialización representa una importante oportunidad económica tanto nacional como internacional; especialmente para diversas comunidades indígenas como los Saraguros, Otavaleños, etc. Pese a su importancia aún es considerado como una especie marginada (Hernández-Bermejo & León, 1992). En Ecuador la producción de esta fruta atraviesa por graves problemas reflejados en una inadecuada producción y comercialización del producto (a escala local y de exportación); la expansión de su producción se a visto limitada por factores como la falta de diferenciación clara entre variedades, una baja calidad de fruta (heterogeneidad, problemas sanitarios), utilización de variedades no adecuadas, inadecuada tecnificación, etc.como reseña, solo en el año 2001 se exportaron 103,45 t, pero entre los años 2011 y 2012 el volumen promedio exportado fue de
39,94 t, lo que significa una reducción superior al 60% con referencia al volumen exportado 10 años antes (Banco Central de Ecuador, 2013); aunque éste año el volumen exportado se ha incrementado, aunque no en forma significativa, a 45 t entre enero y septiembre de 2013. Pocos estudios se han enfocado hacia el mejoramiento de la especie (Pringle& Murray, 1991a; Pringle & Murray, 1992a, 1992b; Correia&Cannoto, 2012), recientemente uno de los participantes de ésta propuesta investigativa ha desarrollado otros trabajos que tratan sobre la diversidad del tomate de árboly con el de desarrollado de descriptores para dicha especie a través de Bioversity International(Acosta-Quezada et al., 2011, 2012; 2013; Bioversity International, Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos, COMAV, 2013). Ha existido un mayor interés en temas relacionados con la postcosecha del fruto y con sus características químicas (entre otros), lo cual refleja la potencialidad que puede tener este cultivo; sin embargo, nada se ha hecho por mejorar sus condiciones de fitotecnia. Los principales problemas relacionados conla fitotecnia del tomate de árbol se relacionan principalmente con la alta susceptibilidad de las plantas a factores abióticos como el exceso de lluvias (problemas de encharcamiento en el suelo y alta humedad ambiental), alta intensidad del viento (caída de flores y frutos); así como también a factores bióticos que de una u otra forma se deben a los factores abióticos, como lo es especialmente la incidencia de enfermedadescomo la antracnosis (Colletotrichumgloeosporoides), el oídio (Oidiumsp.) la esclerotiniosis (Sclerotiniasclerotiorum), y problemas por nematodos (Velasteguí& Fiallos, 1987; Velasteguí&Ball, 1991).El tomate de árbol no se ve afectado generalmente de forma grave por insectos fitófagos (Sale, 1983); sin embargo, es importante tomar medidas de prevención con el fin de evitar que este tipo de plagas sobrepasen el umbral económico en el cultivo. Entre los principales insectos que inciden sobre el tomate de árbol se puede citar a los áfidos (Myzussp.) ychinches (Leptoglosuszonatus). Otro aspecto importante es la disponibilidad de agua en el suelo, debido a que el sistema radical del tomate de árbol es muy superficial, el cultivo no tolera la presencia de sequías prolongadas, requiriendo un aporte frecuente de agua (NationalResearch Council, 1989); sin embargo, la planta es muy susceptible al exceso de lluvias debido a problemas por encharcamientos y a la incidencia de ciertas enfermedades (Oidiumsp.) por un incremento significativo en la humedad ambiental (Prohens& Nuez, 2000). Según Sánchez et al. (1996), los requerimientos hídricos del tomate de árbol varían entre 1.500 y 2.000 mm/año; los valles subtropicales de los países andinos por lo general tienen precipitaciones inferiores a 1.000 mm/año, por lo que en estas zonas son necesarios los riegos complementarios; más aun si su cultivo fuese en invernaderos. Sin embargo dichos valores representan un requerimiento hídrico estimado ya que no existen datos publicados que indiquen el coeficiente de cultivo (Kc) específico para el tomate de árbol, lo que dificulta determinar una adecuada valoración de sus necesidades hídricas y de riego. El tipo de riego a usarse en un cultivo depende principalmente de las características morfo-agronómicas de la especie cultivada y de las condiciones ambientales en que se ha establecido (temperatura, humedad relativa, pluviometría, intensidad y dirección del viento, condiciones fisicoquímicas del
suelo, etc.) (Avidan, 1994); en lo que respecta al tomate de árbol tampoco se ha profundizado en determinar la forma de riego más adecuada para este cultivo, siendo el sistema por gravedad el más común en la zona andina (Sánchez et al., 1996). Otra alternativa son los sistemas a presión, de los cuales el riego por goteo sería más eficiente en su producción, debido a que demanda un menor volumen de agua, causa un menor impacto erosivo, no produce encharcamiento y no incrementa la humedad relativa (Santillán, 2001). Por lo que respecta a otras zonas que disponen de una mayor tecnificación en el cultivo de tomate de árbol, como Nueva Zelanda, el sistema de riego más utilizado es precisamente goteo (Judd&McAneney, 1981). La falta de conocimiento de programas adecuados de fertilización es otro de los problemas aquí encontrados, lo cual no solo incide en el tamaño y calidad de frutos o productividad en general; de hecho, es de conocimiento general que la ocurrencia de algunas enfermedades se ha descrito con relación a las concentraciones no equilibradas de nutrientes en las plantas (Ivancovich, 1996). Por ello es indispensable la generación de estrategias de fertilización, sean convencionales u orgánicas. Se conoce que en tomate de árbol durante los cinco a siete primeros meses existe un importante desarrollo vegetativo, por lo que en esta etapa son importantes los aportes de nitrógeno, fósforo, calcio y micro-elementos (León et al., 2004).). Luego la planta entra en un estado de equilibrio productivo-vegetativo debido a que se inicia la floración: las hojas son más abundantes pero de menor tamaño y las ramas mantienen una alta producción de inflorescencias y frutos; en este periodo se deben aplicar cantidades crecientes de nitrógeno, potasio, y magnesio, principalmente (Santillán, 2001; León et al., 2004). Durante el segundo año la planta presenta un estado más productivo, en este periodo se deben estabilizar las cantidades de nutrientes aportando fórmulas completas en que predominen principalmente el potasio y el nitrógeno. Además, es importante considerar que la aplicación combinada de agua y nutrientes (fertigación) es satisfactoria para la productividad del cultivo y permite un adecuado manejo del suelo y agua, por lo que su implementación es muy conveniente para el control de dichas condiciones. En lo que respecta al rendimiento, en los países andinos un árbol puede llegar a producir entre 20 y 30 kg de fruta cada año, lo que equivaldría a una rendimiento superior a 60 t/ha/año considerando una densidad poblacional de al menos 2.500 plantas/ha (Prohens& Nuez, 2000; Santillán, 2001). Para una producción en condiciones controladas no existe información cuantitativa que revele su productividad, al menos para los países andinos; sin embargo, un estudio de producción de tomate de árbol en invernadero realizado en Colombia (Torres & Flores, 2009) revela los siguientes beneficios del sistema: a) optimización del manejo sanitario (reducción de costos en aplicaciones y de pérdidas por causa de podas sanitarias en la planta), b) incremento de la producción (más tallos productivos por planta, prolongación de la vida productiva del cultivo y optimización de la nutrición), y c) mejoramiento de las condiciones de producción y acceso a mercados (manejo fitosanitario más limpio, menor impacto ambiental, uso eficiente del recurso agua y suelo). Como ya se ha mencionado, el estudio de la diversidad de los recursos fitogenéticos es
fundamental para la conservación y aprovechamiento de una especie (de Vicente et al., 2006). Trabajos de caracterización morfológica, molecular y de composición química del fruto en S. betaceum, desarrollados por la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL) con el aporte de la Universidad Politécnica de Madrid y de la Universidad Politécnica de Valencia(Acosta-Quezada et al., 2011, 2012; 2013; Bioversity International, Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos, COMAV, 2013),han servido como base para el conocimiento de sus recursos fitogenéticos, dentro de lo cual se han identificado materiales de distintos grupos agronómicos con caracteres de alto interés productivo y nutritivo. Una vez que se ha caracterizado eficazmente la diversidad del tomate de árbol, se han planteado a su vez lineamientos para la conservación, producción y aprovechamiento de la especie. En este caso, la presente propuesta pretende aportar a su mejoramiento productivo a través de la producción en condiciones controladas, como lo es el uso de invernaderos; lo cual tendría un importante aporte para sus productores, especialmente en comunidades indígenas establecidas en la zona andina ecuatoriana. REFERENCIAS Acosta-Quezada PG, Martínez-Laborde JB, Prohens J (2011). Variation among tree tomato (Solanum betaceum Cav.) accessions from different cultivar groups: implications for conservation of genetic resources and breeding. GenetResourCropEvol 58:943 960. Acosta-Quezada PG, Vilanova S, Martínez-Laborde JB, Prohens J (2012). Genetic diversity and relationships in accessions from different cultivar groups and origins in the tree tomato (Solanum betaceum Cav.).Euphytica 187:87-97. Acosta-Quezada PG, Martínez-Laborde JB, Prohens J (2013). Caracterización de recursos fitogenéticos de tomate de árbol (S. betaceum): Diversidad e implicaciones para su mejora genética. Editorial Académica Española. Deutschland/Alemania. 349pp. Bioversity International, Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos, and COMAV (2013). Descriptors for tree tomato (Solanum betaceum Cav.) and wild relatives.bioversity International, Rome, Italy; Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos (UTPL), Loja, Ecuador; Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana, Valencia, Spain. Banco Central de Ecuador (2013). Estadísticas de exportaciones. Diciembre 2012. http://www.portal.bce.fin.ec/vto_bueno/seguridad/comercioexteriorest.jsp [consultado diciembre 2013]. Bioversity International, Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos and COMAV. 2012. Descriptors for tree tomato (Solanum betaceum Cav.) and wild relatives.bioversity International, Rome, Italy; Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos (UTPL), Loja, Ecuador; Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana, Valencia, Spain. (En prensa). Bohs L, Nelson A (1997). Solanum maternum (Solanaceae), a new Bolivian relative of the tree
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CONTACTOS ESTABLECIDOS CON LA UNIVERSIDAD O INSTITUCIÓN CONTRAPARTE UNIVERSIDAD: Técnica Particular de Loja NOMBRE DEL RECTOR: Dr. José Barbosa Corbacho DIRECCIÓN: San Cayetano Alto Loja Ecuador Apartado postal: 11-01-608 Teléfono: 00 593 07 2571834 Fax: 00 593 07 2584893 E-mail: jbarbosa@utpl.edu.ec OTRAS AUTORIDADES ACADÉMICAS: NOMBRE: Dr. Juan Pablo Suárez CARGO: Director General de Investigación y Transferencia de Tecnología UTPL DIRECCIÓN: San Cayetano Alto Loja Ecuador Apartado postal: 11-01-608 PAÍS: Ecuador Teléfono: 00 593 07 2570204 Fax: 00 593 07 2584893 E-mail: jpsuarez@utpl.edu.ec
DEPARTAMENTO O UNIDAD ACADÉMICA CONTRAPARTE: Departamento de Ciencias Agropecuarias y de Alimentos NOMBRE DEL COORDINADOR DEL PROYECTO: Dr. Pablo Acosta Quezada DIRECCIÓN: San Cayetano Alto Loja Ecuador Apartado postal: 11-01-608 Teléfono: 00 593 07 2571834 Fax: 00 593 07 2584893 E-mail: pgacosta@utpl.edu.ec
OBJETIVOS DEL PROYECTO: Objetivo General Aprovechar la diversidad genética del tomate de árbol a través de su cultivo en condiciones controladas,con el fin de potencializar su productividad y aportar al desarrollo de quienes lo cultivan Objetivos Específicos OE.1: Determinar el efecto de la fertilización e irrigación en la producción de tomate de árbol en invernadero OE.2: Establecer la incidencia de insectos y enfermedades sobre el cultivo e implementar un plan de manejo integrado OE.3: Determinar la productividad del cultivo en condiciones controladas OE.4: Disponer de un manual para la producción sustentable de tomate de árbol, que permita informar sobre alternativas tecnológicas para el mejoramiento de su productividad O4.5: Transferir el paquete tecnológico a las comunidades productoras de la especie, así como a los estudiantes de la titulación de ingeniería agropecuaria de la UTPL o de otras entidades
LISTADO DE PARTICIPANTES DE LAS INSTITUCIONES CON SUS DATOS: Por la UPM: Prof. Dr. César Pérez Ruiz (Coordinador) Prof. Dr.Santiago Moreno Vázquez (Caracterización y Fitopatología) Profa. Dra.Elena Torres Lamas (Caracterización) Por la UTPL Dr. Pablo Acosta (Caracterización y fitotecnia) Ing. Daniel Capa (Fertilidad de suelos) Ing. Jacqueline Rojas (Fitopatología) Ing. Diego Chamba (Fertigación)
ACTIVIDADES PREVISTAS: El proyecto se realizará en la Estación Agroecológica de la UTPL, ubicada en la ciudad de Loja (coordenada: 4º16 S, 79º 10 E) con una altitud de 2160 m s.n.m., con temperaturas promedio de 15 C, precipitación media de 780 mm/año y humedad relativa del 59%; su clasificación climática según Koppen (2005) es: templado lluvioso, mesotérmico frío e isotermal. La zonaen la que se realizará el estudio representa a las condiciones ambientales andinas en las que generalmente se cultiva el tomate de árbol, ubicándose cerca a poblaciones indígenas que se dedican a la producción de la especie, como es el caso de la comunidad de los Saraguros. Se construirá dos invernaderos metálicosde 17 x 25 m cada uno, en los que se establecerán plántulas obtenidas previamente en vivero. Se evaluarán dos cultivares (uno por nave) previamente caracterizados. Los cultivares corresponden a una accesión definida como grupo agronómico anaranjado elíptico puntón y otra como morado (Acosta-Quezada et al., 2011);los cuales son de gran interés para mercados de exportación, tanto por el peso como por la alternativa en forma, color y propiedades químicas de los frutos, que son caracteres exclusivos de cada grupo. Se espera que el tamaño del fruto y la productividad en general del cultivo en condiciones controladas sea significativamente superior en comparación a la producción a campo abierto. Se medirá el desarrollo fenológico (desarrollo vegetativo, floración y fructificación) del primer año de cultivo, considerando que se trata de una especie perenne y que presenta su primera recolección de frutos a los 11 meses, con una vida comercial de entre 5 y 7 años. Los años siguientes también serán evaluados aunque ya no estarán dentro del proyecto cofinanciado por la UPM, por lo que la UTPL apoyará su continuidad como contraparte. Cada nave tendrá un área útil de aproximadamente 425 m2 y obedecerá a un diseño de bloques completos al azar, conformado por cuatro tratamientos con cuatro replicas cada uno; dos de los cuatro tratamientos comprenderándos dosis de fertirrigaciónmineral y otras dos orgánicas. Además, se implementará una parcela a campo abierto con tratamientos similares a las del invernadero, la cual se considerará como testigo. Inicialmente se realizará los respectivos análisis de suelos que comprenderán parámetros físico químicos útiles para el planteamiento de planes de riego y fertilización (textura, humedad, infiltración, capacidad de campo, ph, MO, N, P, K, Mg, Ca, Zn). En base a los resultados obtenidos y a la experiencia de otros trabajos (aunque son escasos),se generarán programas de fertirrigación mineral y orgánico. Además, para la aplicación del riego, se utilizará un sistema de monitoreo de la humedad del suelo basado en un sistema de tensiómetros en serie. Otro aspecto aevaluar será la incidencia de enfermedades y el umbral económico de insectos que
afecten a los tratamientos; para lo cual se usará el programa informático ASES. Todos estos aspectos permitirán obtener datos reales de manejo del cultivo, con lo cual se espera el aumento de la producción bajo condiciones controladas. Para medir la productividad de cada tratamiento se realizará un análisis de parámetros fenológicos, morfológicos, agronómicos, productivos y de sostenibilidad. Los resultados obtenidos serán socializados a comunidades andinas productoras de tomate de árbol, técnicos y estudiantes de la titulación de Ingeniería Agropecuaria de la UTPL. Además, se realizará la publicación de un manual de tomate de árbol, en el que constaran temas como: generalidades de la especie (origen, variedades, etc.) y su fitotecnia (considerando la producción en campo abierto y en invernadero); este producto será un importante aporte, considerando que existe poca información sobre el cultivo de tomate de árbol.
CRONOGRAMA TRABAJO: Establecimiento de vivero: Actualmente se dispone de material Construcción de invernadero (dos naves) y muestreo de suelo: Mes 1 Análisis de las propiedades físico químicas del suelo: Meses 1 Desarrollo e implementacióndel sistema y programa de fertilización y riego: Meses 2 y 3 Trasplante de material vegetal: Mes 3 Aplicación de fertilizantes. Meses 3 al 11. Evaluación fenológica y de desarrollo del cultico: Meses 3 al 11 Evaluación del porcentaje de severidad de enfermedades y umbral económico de insectos: Meses 1 a 11 Aplicación del manejo integrado para el control de plagas y enfermedades: Meses 1 a 11 Evaluación de floración: Meses 6 al 9 Evaluación de fructificación y rendimiento: Meses 8 al 11 Elaboración de resultados y redacción del entregable: Meses 11 y 12 Socialización de la fitotecnia del cultivo: Meses 3, 6, 9 y 12 Análisis de sostenibilidad: Meses 1 11
RESULTADOS ESPERADOS: - Dosis óptimas para la producción de tomate de árbol, según requerimientos hídricos que permitan la aplicación de un riego eficiente enfocado a la conservación del suelo y agua (OE.1). - Tratamientos óptimos de fertilización para el aumento de la productividad del cultivo, considerando las buenas prácticas agrícolas (OE.1) - Bajos índices en la incidencia de insectos-plaga y enfermedades (OE.2). - Se dispone de un adecuado plan de manejo integrado de insectos y enfermedades (OE.2) - Incremento de la productividad de tomate con características del fruto óptimas para la exportación (OE.3) - Socialización y asesoramiento continuoa productores y estudiantes sobre la fitotecnia del cultivo de tomate de árbol en invernadero y, publicación de un manual técnico (OE.4 y OE.5)
PRESUPUESTO: Presupuesto total: 22260 Solicita a la UPM: 12000 PRESUPUESTO DESGLOSADO: De lo solicitado a la UPM: 1 pasaje de avión Madrid-Loja-Madrid: 1250 Euros Dietas de alojamiento y manutención de 1 profesor por 10 días de estancia en Ecuador :1262 Euros. Materiales mantenimiento invernadero: 3788 Euros Materiales mantenimiento instalaciones de riego: 1100 Euros Sistemas de medición y automatización: 4600 Euros Total UPM: 12000Euros Aportación de la UTPL: Construcción invernadero: 4000 Euros Análisis físico químicos de suelos: 934 Euros Fertilizantes: 500 Euros Manejo integrado de plagas. 890 Euros Mano de obra: 3000 Euros Imprevistos: 936 Euros Total UTPL: 10260 Euros
CURRICULA DE LOS PARTICIPANTES: Deberá incluir la currícula de todos los participantes.
AUTOEVALUACIÓN: 1) Aspectos estratégicos del proyecto: 15 2) Aspectos técnicos del proyecto: 10 3) Eficiencia del proyecto: 10 4) Eficacia del proyecto: 5 5) Capacidad de los agentes promotores: 5 6) Experiencia previa y alcance de los resultados: 5 7) Existencia y cuantía de los recursos propios: 5 8) Curriculum: 5 TOTAL: 60