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El potencial de los portainjertos para combatir el estrés biótico y abiótico en tomates

La obtención de portainjertos híbridos F1 (F1-INIA) con líneas promisorias para dichos caracteres, ha permitido la selección de una combinación de resistencias, vigor híbrido y compatibilidad con variedades de alto valor agronómico.

Jueves, 17 de agosto de 2017 a las 8:30
La importancia de los portainjertos en tomates. Además de ser una herramienta eficaz para el control de enfermedades y parásitos del suelo, aumenta el vigor, la producción y el rendimiento de las plantas injertadas.
Crédito: JP Martínez
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Juan Pablo Martínez C., investigador del INIA La Cruz y del Centro Regional de Estudio en Alimento y Salud (CREAS) de Valparaíso.

La producción hortícola en el mundo se enfrenta a diversos problemas para cubrir la demanda de una población en aumento, debido a la escasez de recursos hídricos y de suelo, las políticas medioambientales y los impactos negativos del cambio climático. La incidencia del cultivo hortícola en suelos y condiciones climáticas poco favorables, incluidas las limitaciones abióticas, como la sequía, el calor, la salinidad, las inundaciones, la baja cantidad de nutrientes, la contaminación orgánica y de metales pesados, así como las bióticas, como las enfermedades del suelo agravadas por el cultivo intensivo y la eliminación de los desinfectantes químicos como el bromuro de metilo, está aumentando cada vez más. Las especies hortícolas y frutales cultivadas en condiciones limitantes experimentan diferentes trastornos que conllevan un crecimiento reducido y una gran pérdida del rendimiento y la calidad del fruto, sin que la mejora genética ofrezca soluciones eficientes a corto plazo.

Aunque el uso de injertos en árboles frutales ha sido tradicionalmente exitoso, el uso comercial de los portainjertos hortícolas es muy reciente y se ha desarrollado fundamentalmente sobre una base empírica. En la actualidad, el número de plántulas injertadas de uso comercial para hortalizas solanáceas como tomate y pimiento, ha crecido notablemente en países con tradición hortícola, lo que refleja un aumento en las preferencias de los agricultores por plantas injertadas de alta calidad con un rendimiento de cultivo mayor.

De acuerdo a información del INE, en Chile se cultivan actualmente alrededor de 13.000 hectáreas de tomate, que representan el 15% de las 90.000 hectáreas cultivadas comercialmente con hortalizas a nivel nacional. De esas 13.000 hectáreas, un 50% son plantaciones para consumo fresco y el otro 50% son plantaciones con destino agroindustrial. De las aproximadamente 6.309 hectáreas cultivadas comercialmente de tomate de consumo fresco, 1.052 hectáreas que representan un 16,6% se cultivan bajo invernadero.

Basándose en estos antecedentes, el injerto en tomate se está convirtiendo en una alternativa importante y atractiva frente a la mejora clásica de los cultivos, al poseer nuestro país un germoplasma silvestre potencial a los requerimientos de nuestros agricultores. Las resistencias presentes en los materiales nativos pueden actuar directamente a nivel de raíz, minimizando problemas asociados a la incompatibilidad genética y evitando largos programas de mejora.

Además, dicho material puede presentar resistencias horizontales a diversos estreses bióticos y abióticos que también pueden ser transferidas de forma simultánea desde la raíz sin alterar negativamente las características agronómicas de la variedad.

El proyecto bilateral INIA-CSIC, liderado por mí y el Dr. Francisco Pérez Alfocea (CEBAS-CSIC España) se enfocó en la tolerancia y calidad del cultivo de tomate por estreses bióticos y abióticos que limitan enormemente la productividad de los mismos, mediante el uso de portainjertos. La obtención de portainjertos híbridos F1 (F1-INIA) con líneas promisorias para dichos caracteres permitió la selección de una combinación de resistencias, vigor híbrido y compatibilidad con variedades de alto valor agronómico, en las que se evaluó el efecto sobre los caracteres que influencien positivamente la calidad nutricional del fruto.

Juan Pablo Martínez:
“Existen varios tipos de técnicas de injertación de plantas herbáceas, y en el caso de las cucurbitáceas, la de aproximación ha sido la con mejores resultados, siendo la más utilizada con un 90% a 100 % de prendimiento”.

Portainjertos en hortalizas


La utilización de portainjertos en plantas herbáceas comienza en Japón en 1914 para prevenir Fusariosis en sandía. A nivel mundial el interés general de esta técnica se basa en la siembra de portainjertos inter específicos de origen silvestre resistentes a determinados patógenos del suelo. Y es que la técnica del injerto ha sido utilizada en la agricultura con el fin de otorgar resistencia o tolerancia de las plantas a determinados patógenos del suelo además de aumentar el crecimiento y rendimiento de las plantas injertadas, utilizando el sistema radicular de una planta resistente y en la parte aérea una planta comercialmente productiva.

Existen varios tipos de técnicas de injertación de plantas herbáceas, y en el caso de las cucurbitáceas, la de aproximación ha sido la con mejores resultados, siendo la más utilizada con un 90% a 100 % de prendimiento.

En el caso de las solanáceas, antiguamente se utilizaba la técnica de púas, sin embargo, tras la invención del clip de silicona, la principal técnica utilizada hoy en día para la injertación de solanáceas es el empalme.



Variedad de tomate injertado sobre un portainjerto comercial, en el cual se observa la tecnología del clip de silicona para la unión del porta injerto-variedad
J.P.Martinez

La utilización de la técnica de injertación en plantas herbáceas es relativamente nueva en Chile, ya que no hay un registro que indique el uso masivo de esta técnica que, paulatinamente, va en aumento. De hecho se ha convertido en una de las opciones más idóneas para el futuro hortícola del país, teniendo en cuenta que a partir de este año no se puede utilizar bromuro de metilo.

Portainjertos resistentes a la salinidad

El tomate es una especie medianamente sensible a la salinidad. Ha desarrollado limitaciones en el vigor y productividad, en las variedades comerciales actualmente utilizadas. En ciertas áreas de Chile (regiones de Arica y Parinacota, Coquimbo, Valparaíso y Metropolitana) se ha observado este problema, dependiendo de la zona geográfica y calidad de agua de riego utilizada.

En algunas sectores productores de tomate fresco de los valles de Azapa y Quillota, el problema persiste en el agua de riego, las cuales son consideradas como salinas. La salinidad del suelo y del agua en tomate, como en otros cultivos, provoca serias restricciones en el crecimiento de las plantas, produciendo una reducción en el rendimiento y calidad comercial del fruto, lo que se traduce en una reducción de la rentabilidad del cultivo, y conduce al abandono de la tierra.



Contenedores de tomate injertado y no injertado previo a la entrega productor
J.P.Martinez

La reducción del potencial productivo se asocia a la susceptibilidad varietal, a la salinidad en períodos críticos del crecimiento y desarrollo, que determina limitaciones para manifestar su rendimiento potencial.

En las últimas décadas, el énfasis para disminuir los efectos del estrés salino ha estado orientado hacia la modificación del ambiente a través del riego, del mejoramiento de los suelos, uso de fertilizantes y substratos alternativos, entre otros. Sin embargo, las soluciones basadas en genética dirigida al desarrollo de variedades tolerantes, mediante la mejora convencional o biotecnológica a partir de especies silvestres tolerantes, no han dado resultados aplicables al sector productivo, debido a la baja calidad comercial del material tolerante obtenido y a la complejidad del carácter.

Portainjertos resistente a problemas fitosanitarios

Entre los problemas fitosanitarios que reducen la productividad en tomate a nivel mundial y nacional, se ha descrito el marchitamiento de plantas producido por Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici y el ataque de nemátodos, siendo Meloidogyne spp. el más importante.

La fusariosis es una enfermedad severa que afecta a los cultivos de tomate desarrollados tanto bajo condiciones de campo abierto como condiciones de invernadero. En el caso de los nemátodos, Meloidogyne sp., es el de mayor importancia en cultivos de tomate en Chile. Este nematodo se caracteriza por ser un endoparásito, polífago y de gran distribución gracias a las labores de labranza de suelo, plantas infectadas y a través del agua de riego.

En la parte aérea, los efectos perjudiciales de los nemátodos, comúnmente son atribuidos a distintos estreses abióticos. Sin embargo, la presencia de nódulos en las raíces generados por estos fitopatógenos, disminuyen la absorción de agua y nutrientes por parte de la planta, reduciendo la productividad del cultivo entre 15% y 60%.



Nódulos en raíces de tomate producidos por Meloidogyne sp. con presiones intermedias a nivel de suelo
JP Martinez

Las vías más utilizadas para contrarrestar los problemas fitopatológicos del suelo son en base a la aplicación de productos químicos como fungicidas y nematicidas. En general, los agricultores cultivan el tomate un año tras otro utilizando el mismo suelo, recurriendo en la mayoría de las veces a la aplicación de bromuro de metilo al suelo, considerado perjudicial para el medio ambiente.

Otras opciones también utilizadas para el control de los problemas fitosanitarios del suelo son aquellos relacionados con el manejo cultural del tomate, como plantar en suelos libres de enfermedades gracias a la acción de la solarización o vaporización, o usar semillas o plantines libres de patógeno. Sin embargo, el uso de portainjertos es una buena alternativa si se considera su uso para enfrentar los ataques de enfermedades y parásitos a nivel radicular. Esta tecnología, que implica el uso de una variedad comercial sobre un portainjerto resistente, tiene como objetivo evitar el ataque del patógeno en plantas sensibles, manteniendo el sistema de raíces saludable, lo que permite la ejecución de la absorción normal de agua y nutrientes del suelo.

Basándose en esta idea es que se sugiere el uso de la resistencia genética para el manejo integrado de enfermedades radiculares, a través del uso de portainjertos. Además, constituye una alternativa para la sustitución del control químico de las enfermedades del sistema radicular en tomates.

En términos productivos, el uso de portainjertos, además de ser una herramienta eficaz para el control de enfermedades y parásitos del suelo, aumenta el vigor, la producción y el rendimiento de las plantas injertadas. La utilización de diferentes portainjertos en tomate contribuiría a minimizar los daños productivos por estrés biótico, específicamente del hongo Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici y el nemátodo Meloidogyne sp.

Desarrollo masa radicular en suelos con nematodos. De derecha a izquierda, dos portainjertos híbridos y uno de material de polinización abierta
JP Martinez

La investigación en INIA se focaliza en determinar el efecto de diferentes portainjertos sobre crecimiento, productividad y calidad de fruta en tomate bajo la presencia de algunos fitopatógenos del suelo en condiciones controladas y de campo, dando respuesta a la demanda productiva de un importante número de horticultores nacionales.

El grupo de Fisiología y Biología Molecular Vegetal INIA-CREAS, está trabajando con nuevo material híbrido de portainjertos para aumentar la tolerancia a salinidad en tomate con accesiones únicas y no estudiadas previamente. Los estudios realizados en INIA-La Cruz son aproximaciones experimentales que incluyen aspectos agronómicos (control de cultivo, rendimiento), fisiológicos (análisis de parámetros marcadores de tolerancia) y genéticos (obtención de material híbrido y determinación de genes candidatos) para resolver los problemas de estrés bióticos y abióticos.

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