El estrés solar ha hecho que los cultivadores sean cautelosos con el sol

El daño solar es un factor clave para la selección de frutas de la industria de Washington, por lo que trabajos de investigación de la Universidad Estatal de Washington buscan entender mejor la fisiología del estrés solar.


Este artículo apareció originalmente en la edición del 15 de enero de 2020 de la revista Good Fruit Grower: Sun stress has growers sun wary


Durante un día de campo en agosto, que coincidió con una ola de calor, en el huerto Sunrise Orchard de la Universidad Estatal de Washington, los asistentes Tony DiMaria y Bill Terry pusieron a prueba una pistola infrarroja para tomar la temperatura y compararon sus resultados contra los de un registrador de temperatura de la superficie de la fruta de mayor precisión. Las altas temperaturas ponen la fruta en riesgo de quemaduras solares y enfermedades relacionadas, pero esto no es un cálculo simple de causa y efecto. (Shannon Dininny/Good Fruit Grower)

Durante un día de campo en agosto, que coincidió con una ola de calor, en el huerto Sunrise Orchard de la Universidad Estatal de Washington, los asistentes Tony DiMaria y Bill Terry pusieron a prueba una pistola infrarroja para tomar la temperatura y compararon sus resultados contra los de un registrador de temperatura de la superficie de la fruta de mayor precisión. Las altas temperaturas ponen la fruta en riesgo de quemaduras solares y enfermedades relacionadas, pero esto no es un cálculo simple de causa y efecto. (Shannon Dininny/Good Fruit Grower)

La luz del sol le da energía a los árboles para que produzcan frutos.

Sin embargo, esta necesidad también sirve como fuente de estrés y daños, así que los productores en Washington y otras regiones calientes y secas constantemente buscan perfeccionar el equilibrio de la exposición solar necesaria para maximizar tanto la calidad como el color. Es un equilibrio difícil de alcanzar.

“Las quemaduras solares todavía son la mayor fuente de pérdidas para todos los cultivares del estado. Aún con sistemas de enfriamiento y mallas es la mayor causa de pérdidas”, afirmó Lee Kalcsits, fisiólogo de árboles frutales de la Universidad Estatal de Washington.

De hecho, está documentando un aumento en la incidencia de quemaduras solares. La magnitud del efecto del cambio climático en este aumento no ha quedado clara; pero también ha contribuido el cambio durante la última década hacia copas en forma de paredes fructíferas estrechas que aumentan la exposición a la luz.

“Es realmente muy difícil distinguir entre la tendencia a la alta densidad, con más frutas expuestas al sol, respecto al aumento general de la temperatura”, indicó. Debido a las tendencias climáticas y hortícolas existentes, las quemaduras y el escaldado solares que las frutas dañadas por el sol desarrollan durante el almacenamiento serán problemas críticos para la industria de manzanas de Washington.

Así que quizás no es sorpresa que el estrés solar se haya convertido nuevamente en una prioridad de investigación en el Centro de Investigación y Extensión de Árboles Frutales de la Universidad Estatal de Washington, tanto para Kalcsits como para la fisióloga de poscosecha Carolina Torres. Torres se mudó a Wenatchee el año pasado desde Chile, donde el escaldado solar es un foco principal de investigación.

Aunque las manzanas con quemaduras solares graves nunca llegan a los cajones, las frutas con daños imperceptibles sí llegan y un porcentaje significativo luego desarrollan escaldado solar durante su almacenamiento, explicó Torres. Las dos formas principales de reducir estas pérdidas son la detección temprana de las frutas en riesgo, para que se puedan vender antes, y la reducción del estrés en el campo desde un principio. Las investigaciones en curso tienen el fin de mejorar ambos.

Mediante el uso de los datos de la temperatura de la superficie de las frutas que recopila este registrador de datos, el fisiólogo de la Universidad Estatal de Washington Lee Kalcsits estudia cómo la aclimatación a las temperaturas calientes de alto riesgo podría de hecho ayudar a desarrollar la resistencia de la fruta a las quemaduras solares. (Shannon Dininny/Good Fruit Grower)

Mediante el uso de los datos de la temperatura de la superficie de las frutas que recopila este registrador de datos, el fisiólogo de la Universidad Estatal de Washington Lee Kalcsits estudia cómo la aclimatación a las temperaturas calientes de alto riesgo podría de hecho ayudar a desarrollar la resistencia de la fruta a las quemaduras solares. (Shannon Dininny/Good Fruit Grower)

Sistemas y susceptibilidad

Los productores de Washington laboran bajo la pauta general de que las temperaturas del aire iguales o superiores a los 95 grados Fahrenheit (35 grados Celsius) ponen la fruta en riesgo de quemaduras solares. Es por ello que los productores por lo general usan el enfriamiento por evaporación cuando la temperatura sobrepasa los 90 grados Fahrenheit (32.2 grados Celsius), a menos que hayan intercambiado los sistemas de enfriamiento por el uso de mallas, con las cuales Kalcsits encontró que se reducen la intensidad y los daños asociados con la luz sin usar agua.

Kalcsits explicó que la relación entre la temperatura y los daños no es tan sencilla, ya que la fruta parece ser capaz de aclimatarse a lo largo del tiempo al calor y a la exposición al sol. “Tenemos condiciones que deberían provocar quemaduras solares, pero no se dan”, añadió.

“Hablamos sobre estas temperaturas del aire, pero estamos descubriendo que varía mucho de acuerdo con el tiempo, el cultivar y el desarrollo de la fruta”, afirmó. “Tan solo estamos comenzando a comprender cómo cambia la susceptibilidad de la fruta a las quemaduras solares”.

Su laboratorio ha comenzado estudios de aclimatación, financiados por la Comisión de Investigación de Árboles Frutales del Estado de Washington, de las variedades Honeycrisp, Granny Smith y WA 38. El trabajo aún continúa, pero los hallazgos preliminares muestran que Honeycrisp tiene una temperatura relativamente más alta en la superficie de la fruta, la cual aumenta su riesgo a las quemaduras solares.

Otra de las preguntas de la investigación es si la dependencia excesiva en el enfriamiento por evaporación pudiera reducir la capacidad natural de la fruta a aclimatarse a la exposición al calor y al sol de final de temporada. Los datos preliminares sugieren que la exposición al calor en junio, cerca pero por debajo del umbral de daño, ayuda a que la fruta resista las quemaduras solares más tarde en la temporada.

Kalcsits quiere eventualmente desarrollar guías de enfriamiento específicas para los cultivares, y vislumbra sistemas de enfriamiento automáticos e inteligentes que cuentan con mejores modelos de riesgo.

“Siempre habrá circunstancias en las que se deberán usar mallas o se deberá enfriar, y el aspecto económico determinará cual es cual”, afirmó.

Aún en la sombra, la superficie de estas manzanas alcanza los 102 grados Fahrenheit (38.9 grados Celsius). El oscurecimiento debido a las quemaduras solares comienza a unos 114 grados Fahrenheit (45.6 grados Celsius) en la superficie de la fruta, lo cual puede ocurrir cuando la temperatura del aire alcanza los 95 grados Fahrenheit (35 grados Celsius). (Shannon Dininny/Good Fruit Grower)

Aún en la sombra, la superficie de estas manzanas alcanza los 102 grados Fahrenheit (38.9 grados Celsius). El oscurecimiento debido a las quemaduras solares comienza a unos 114 grados Fahrenheit (45.6 grados Celsius) en la superficie de la fruta, lo cual puede ocurrir cuando la temperatura del aire alcanza los 95 grados Fahrenheit (35 grados Celsius). (Shannon Dininny/Good Fruit Grower)

Pero él también busca descifrar las respuestas fisiológicas al estrés solar para comprender mejor por qué algunas manzanas son tan susceptibles y otras lo toleran. Eso podría conllevar marcadores genéticos que suministrarían datos al programa de mejora de manzanas de la Universidad Estatal de Washington. “Esos indicadores nos permitirán seleccionar genotipos superiores con los que podríamos tener éxito en estos entornos que tienen una alta intensidad de luz”, declaró.

Así que, cuando las temperaturas de agosto aumentaron repentinamente a los 100 grados Fahrenheit (37.8 grados Celsius) en la tarde en la que se llevaba a cabo un día de campo de la Universidad Estatal de Washington en el huerto Sunrise Orchard, se dieron las condiciones perfectas para que Kalcsits hablase de la nueva investigación realizada en su laboratorio sobre la aclimatación de las frutas y los procesos fisiológicos que explican por qué algunas frutas se queman bajo el sol y otras no.

Los asistentes usaron varios sensores infrarrojos manuales para medir la temperatura de la superficie de las manzanas expuestas y de las manzanas en la sombra, justo como lo hacen los investigadores. Las temperaturas de la superficie de las frutas que se encontraban completamente bajo el sol alcanzaron casi los 113 grados Fahrenheit (45 grados Celsius) y Kalcsits pronosticó que: “en un par de días, vamos a ver necrosis por quemaduras solares en estas frutas”.

Pero no fue así.

“Esperaba encontrar muchas frutas con quemaduras solares. Hubo un poco de pardeamiento, pero no fue tan sustancial como lo indicaba la temperatura”, declaró en una entrevista posterior. De manera obvia e inesperada, la fruta se aclimató de forma que pudo resistir estas condiciones. “Esto indica que tenemos mucho más por hacer”, afirmó.

Detección y almacenamiento

La investigación de Torres también se enfoca en la fisiología subyacente al desarrollo de los daños solares, pero quiere saber si se pueden detectar señales tempranas de daños de alguna forma no destructiva.

En Chile, desarrolló un modelo que pronosticaba cuánto escaldado solar podría desarrollarse durante el almacenamiento, de acuerdo con la cantidad y la gravedad de los daños solares observados durante la cosecha. No funcionó así de bien en el clima de Washington, pero alguna forma de predicción es clave en la reducción del costo asociado con el almacenamiento de fruta que eventualmente desarrolla escaldado solar.

“El estrés solar da paso al escaldado solar y eso no se puede controlar. La única forma en la cual podemos controlarlo es gestionar la cadena de frío; este grupo susceptible de frutas solo puede resistir tres meses de almacenamiento”, informó.

Ahí es donde entra la clasificación óptica.

Torres ya había demostrado que las frutas con quemaduras solares tienen niveles mucho más altos de compuestos fenólicos y otros cambios fisiológicos. Ahora, ella planifica usar un sistema de obtención de imágenes hiperespectrales, la misma tecnología que se usa en los clasificadores de las líneas de empaque, para ver si pueden detectar los daños solares que no son visibles al ojo humano y utilizar esa información para separar la fruta.

La fisióloga de poscosecha Carolina Torres posa en frente de su nuevo equipo de obtención de imágenes hiperespectrales en el Centro de Investigación y Extensión de Árboles Frutales de la Universidad Estatal de Washington en Wenatchee en noviembre. Tiene la intención de usar el equipo para desarrollar una técnica de clasificación óptica que detecte el daño solar que es invisible para el ojo humano pero que pone a la fruta en riesgo de desarrollar escaldado solar durante su almacenamiento. (TJ Mullinax/Good Fruit Grower)

La fisióloga de poscosecha Carolina Torres posa en frente de su nuevo equipo de obtención de imágenes hiperespectrales en el Centro de Investigación y Extensión de Árboles Frutales de la Universidad Estatal de Washington en Wenatchee en noviembre. Tiene la intención de usar el equipo para desarrollar una técnica de clasificación óptica que detecte el daño solar que es invisible para el ojo humano pero que pone a la fruta en riesgo de desarrollar escaldado solar durante su almacenamiento. (TJ Mullinax/Good Fruit Grower)

Los datos preliminares obtenidos con una herramienta espectroscópica más básica mostraron que el enfoque puede separar de una manera exitosa la fruta expuesta al sol de la fruta que permaneció en la sombra, indicó Torres. El escáner más sólido debería ser capaz de desarrollar un mejor índice de daño solar para segregar la fruta a gran escala.

“Esto es solo un sueño en este momento, pero tener un sistema óptico a la entrada del almacén, o incluso en el huerto, les permitiría segregar la fruta ahí mismo”, afirmó. “La separaría en términos de más susceptible y menos susceptible y se podría almacenar la fruta más susceptible de una forma y la menos susceptible de otra”.

Y no es un sueño tan lejano, aseguró David Rudell, científico de poscosecha del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, quien colabora con Torres en varios de sus proyectos de investigación. El trabajo que realizó con Stefano Musacchi, titular de cátedra en fisiología de árboles frutales de la Universidad Estatal de Washington, ya ha demostrado que las peras de diferentes partes del árbol, las cuales recibieron diferentes cantidades de luz, pueden clasificarse en orden de calidad de acuerdo con las diferencias en sus metabolitos. El próximo paso: detectar esas diferencias con la ventaja que brinda un sistema óptico no destructivo.

“Siempre hemos sabido que las frutas se comportan de forma diferente en la cadena de frío de acuerdo con cuánta luz reciben; las personas siempre las seleccionan según su color”, afirmó. “Esto es solo una forma más avanzada de observar el impacto acumulativo de la luz solar”.

—por Kate Prengaman

Sobre el Autor

Kate Prengaman

Kate Prengaman is the editor for Good Fruit Grower and also writes articles for the print magazine and website. Contact her at 509-853-3518 or at kate@goodfruit.com

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