El frijol común: factores que merman su producción

Importancia del frijol

Se sugiere que hace aproximadamente 8 mil años surgió en Mesoamérica el ancestro del frijol, planta que gracias a todo ese periodo de evolución manifiesta hoy día una gran diversidad de tipos y calidades que, de manera general, se conocen como frijol. En el mundo se han descrito alrededor de 150 especies en total, aunque en nuestro país se han identificado apenas unas 50, de las cuales cuatro han sido domesticadas: el frijol común, el ayocote, el comba y el tepari. El frijol común destaca por su importancia socioeconómica y por la superficie destinada para la siembra y la producción en grano. Existen otros factores que hacen que el frijol tenga un lugar preferencial, uno de los cuales es su composición nutricional; de hecho, es una fuente rica de proteínas y minerales, como el zinc y el hierro. La semilla contiene entre 20% y 25% de proteína, sobresaliendo por su abundancia la faseolina, que posee un alto contenido de aminoácidos esenciales, tales como la lisina y el triptófano, y que hay en el frijol en mayor cantidad que en los cereales. La lisina, por ejemplo, se utiliza para la producción de carnitina, que interviene en el transporte de los ácidos grasos a las células musculares y produce energía. En países como Burundi y Ruanda, el frijol provee 15% del total de las calorías consumidas por una persona.

El frijol se consume, principalmente, como grano maduro, aunque también como semilla inmadura o como vegetal (hojas y vainas). En cuanto a su producción, el frijol se considera de ciclo anual y se cultiva en zonas tropicales y regiones templadas. En Estados Unidos, durante el ciclo 2007 se reportaban ganancias anuales que alcanzaban hasta 1,200 millones de dólares, que equivalen a las ganancias que se pueden obtener por la suma de todas las demás leguminosas. En el mundo, la producción total excede actualmente los 23 millones de toneladas métricas, si bien tan solo siete se producen en América Latina y África. En México, el frijol es de gran importancia en el desarrollo rural, ocupa el segundo lugar en cuanto a superficie sembrada y representa la segunda actividad agrícola mas importante. Oficialmente existen 570 mil productores dedicados a su cultivo, que generaron alrededor de 382 mil empleos permanentes en el año 2004, según datos de la Sagarpa; de acuerdo con esta misma institución, la superficie cultivada promedio del frijol es de 2.3 millones de hectáreas por año, con una producción anual de 0.9 a 1.3 millones de toneladas, de las cuales 67% proviene de pequeños agricultores. Datos actualizados hasta 2009 indican que México ocupa el quinto lugar en el mundo como productor de frijol y el octavo entre los principales importadores; sin embargo, no es un exportador, lo que significa que el destino principal del grano es el consumo interno y que hay déficit.

Anatómicamente, el frijol está compuesto por raíz, tallo, hojas, flores, fruto y semillas. El ciclo vegetativo puede variar de 80 días en las variedades precoces, hasta 180 en las trepadoras. Sus métodos de cultivo son muy diversos, al igual que sus usos. Tiene un rango de ambientes muy amplio ya que tiene una gran adaptabilidad y variabilidad morfológica. Se cultiva como monocultivo, en asociación o en rotación. La sucesión y duración de las diferentes etapas de la relación entre los factores climáticos y los ciclos están determinadas genéticamente en cada variedad, y se ven afectadas en cierto grado por la temperatura, la humedad, la duración e intensidad de la luz, principalmente. Estas etapas son la emergencia, el inicio de la floración, la plena floración, el periodo de floración y la madurez fisiológica.

Factores que afectan la producción del frijol común

Independientemente de la variedad, la producción del frijol común se ve comprometida por una serie de factores que se clasifican como abióticos (ambientales, físicos y químicos) y bióticos (seres vivos con los que se relaciona).

Factores abióticos

La temperatura y la disponibilidad de agua son los principales factores que merman la producción del frijol; ambos están estrechamente ligados y, actualmente su efecto se ha visto recrudecido por el cambio climático; por ejemplo, se estima que tres cuartas partes de la producción total de América Latina y casi la mitad de la de África ocurre bajo microclimas con poca agua en algún momento del periodo de cultivo; en México, del total de la superficie cultivada, 85% se siembra en el ciclo primavera- verano, bajo condiciones de temporal errático en el altiplano semiárido, donde han ocurrido una serie de eventos que confirman este problema: en el periodo 1996-2000 el área cosechada total disminuyó hasta en 2.0%. Más tarde, en 2005 ocurrió una fuerte sequía en las principales áreas productoras de frijol, por lo que su producción cayó por debajo del promedio. En 2009 ocurrió la sequía más grave de los últimos setenta años, lo que ha afectado fuertemente la producción nacional hasta en 22%.

Durante el año 2011, el ciclo primaveraverano fue un periodo crítico para el cultivo del frijol debido a la gravísima sequía que afectó a las principales entidades productoras: la cosecha de frijol se redujo en 58.9% en Zacatecas, 72.3% en Chihuahua y 81.9% en Durango. De acuerdo con la información preliminar de la Sagarpa, ese año la superficie cosechada de frijol en México se redujo a 45.3%, 40.2% del área sembrada fue prácticamente destruida, los rendimientos medios disminuyeron a 10.7% y la producción cayó 50.9% con relación a 2010. Incluso, se importaron 135,900 toneladas de frijol de Estados Unidos, 15.8% más que en el año anterior.

Los precios de frijol negro, pinto y azufrado en centrales de abasto del país reportaron niveles récord durante abril de 2012, con incrementos anuales de 35.5, 100.5 y 50.5%, respectivamente. Para este año, se ha estimado que la producción ascienda a 957 mil toneladas de frijol, volumen que significa una recuperación anual de 68.6%, si bien aún inferior en 13.2% respecto al promedio del periodo 2008-2010.

El rango de temperatura idónea para esta especie es de 10°C a 30°C, siendo el óptimo entre 16°C y 24°C. La temperatura igualmente óptima para la germinación se halla entre los 16°C y 29°C. Las altas temperaturas inducen la separación o caída de los órganos reproductivos, reduciendo así el rendimiento, y las bajas retardan el crecimiento. Las temperaturas extremas de –5ºC o superiores a 40ºC pueden provocar daños irreversibles. En las siembras de otoño-invierno, las temperaturas medias mensuales óptimas para el desarrollo del cultivo de frijol oscilan entre los 20°C y 28ºC y el cultivo puede resistir variaciones extremas de 12°C a 35ºC, aunque no por tiempos prolongados. El frijol no tolera heladas. Uno de los principales efectos provocados por el estrés hídrico en las plantas es la reducción del crecimiento en general, pues induce una respuesta que afecta su morfología, fisiología y metabolismo. Debido a ello, las hojas cambian su inclinación, se enrollan o se recambian, lo que aumenta la relación del peso entre la raíz y el resto de la planta. Entre los cambios fisiológicos y metabólicos que ocurren asociados a este fenómeno, se encuentra la disminución de la síntesis de proteínas y, por tanto, de la velocidad de crecimiento, el aumento de cera en la cubierta de las hojas y ciertos cambios en la transpiración, respiración, fotosíntesis y distribución de nutrientes, todo ello para disminuir su gasto energético. Cuando esto ocurre, se puede detectar en la planta algunas respuestas bioquímicas, entre las primeras se halla el incremento en los niveles de ácido abscísico, una hormona vegetal que induce diferentes procesos, como la modificación de diferentes proteínas, a las que inactiva o desactiva, lo que tiene como resultado la salida de potasio y la entrada de calcio en las células, lo que provoca el cierre de los pequeños orificios especializados que se encuentran en las hojas, llamados estomas, y evita que la planta se deshidrate. Al cerrarse los estomas, se reduce también la entrada de dióxido de carbono, lo que afecta el proceso de fotosíntesis y, por lo tanto, la formación eficiente de nutrientes esenciales. Además, ocurren cambios en la eficiencia de la síntesis de proteínas y en la expresión de genes, desviando así la energía para sintetizar compuestos protectores y detener la producción de elementos que son dispensables.

Factores bióticos

Entre los factores bióticos que afectan la producción de frijol se encuentran principalmente las enfermedades causadas por hongos y, en menor grado, las producidas por bacterias, virus, gusanos, plagas y malezas. De las enfermedades más comunes y que impactan de manera sustancial la producción de frijol en México se encuentran: las pudriciones de raíz, la antracnosis (manchas de diferentes colores), la bacteriosis y la roya.

La pudrición carbonosa

De las enfermedades mencionadas anteriormente, destaca la pudrición carbonosa, que se ve favorecida por los principales factores abióticos que afectan al frijol; es decir, las plantas que se cultivan con déficit de agua y altas temperaturas son susceptibles a la infección por este agente fitopatógeno, que es un hongo imperfecto. La distribución geográfica de este hongo es muy amplia, pero es de especial interés en países tropicales y subtropicales con climas semiáridos, con poca disponibilidad de agua y altas temperaturas. En México, estas condiciones predominan en lugares en los que el frijol se cultiva. Este hongo patógeno ataca a más de 500 especies de plantas y cerca de 100 familias. El amplio número de hospederos sugiere que es un hongo altamente variable en su patogenicidad, característica que lo hace atractivo para su estudio.

En cuanto al rendimiento, existen reportes que señalan pérdidas de hasta 300 kg/ha en ciertas zonas semiáridas de Kenia oriental debidas a la pudrición carbonosa. En Estados Unidos, se reportan enormes daños causados en el frijol y otros cultivos. Particularmente en México, la pudrición carbonosa del tallo es la enfermedad más importante del frijol y el sorgo, reportándose pérdidas de 20% a 30% de la producción total.

Características de la enfermedad

Esta enfermedad se caracteriza por una pudrición de la raíz y el tallo, el secado prematuro de la plantas, acame, pobre desarrollo y semillas pequeñas de baja calidad. Los esclerocios, unos hongos filamentosos, son considerados los causantes de esta enfermedad; invaden el tallo a ras de tierra a través de las raíces, y después colonizan y desorganizan el tejido cortical.

Los esclerocios germinan a una temperatura de más de 28ºC y poca humedad. Entonces, forman un tubo germinativo que penetra en las células degradando la pared celular vegetal mediante ciertas enzimas, o bien lo hacen a través de las aberturas naturales o el tejido dañado. Es ahí donde inicia el crecimiento del hongo sobre la corteza, que luego coloniza el tejido vascular, provocando el doblamiento de los tallos de la planta porque la parte baja de los entrenudos es afectada y estos se vuelven suaves y débiles. Si se corta un tallo enfermo por la mitad, se podrá observar claramente que los haces vasculares están separados y cubiertos por pequeños esclerocios de color negro. La infección puede acabar con el crecimiento de la planta y ocasionar el rompimiento de su tallo. Finalmente, la planta se seca y muere, y es así como comienza un nuevo ciclo de infección.

La sobrevivencia de los esclerocios en el suelo se ve favorecida por diversos factores, como los constantes congelamientos y descongelamientos, las bajas concentraciones de carbón y nitrógeno y el alto contenido de humedad.

Reflexión final

A lo largo del análisis de la información aquí expuesta, encontramos que es necesaria una tierra fértil para realizar estudios encaminados a solucionar o encontrar una alternativa al problema que el cultivo de frijol sufre en México, mediante una información relacionada con el estrés hídrico que existe; sin embargo, son pocos los reportes de la infección por este patógeno, y aún menos los estudios en los que se analicen estos tres elementos (la planta, el estrés hídrico y la enfermedad) empleando tecnologías de vanguardia como las que ofrece la biotecnología molecular. Lo anterior podría aumentar la producción y la calidad del grano y, en consecuencia, mejorar la calidad de vida de la población, que es finalmente lo que siempre se pretende en el quehacer científico.