¿Injertar o no injertar?
Durante la época en la que los agricultores empiezan a planificar y comprar semillas para la temporada de siembra, muchos pueden estar considerando si vale la pena utilizar tomates injertados. Si partimos de la base de que utilizar tomates injertados tiene sus ventajas, las preguntas consiguientes serán: ¿cuál es el mejor patrón a utilizar? ¿puedo hacer el injerto yo mismo o es mejor comprar plantas ya injertadas por un vivero especializado?
Dar respuestas a estas preguntas puede ser complicado. Además, debemos tener en cuenta que lo que funciona en una situación puede no funcionar bajo otras circunstancias. Para ayudar a los agricultores en la toma de decisiones presentamos este artículo donde revisaremos los principios básicos de esta técnica y volveremos a plantear porqué se utilizan los injertos en la producción agrícola. También, presentaremos los criterios que se deben considerar a la hora de seleccionar patrones que se adecuen a nuestras necesidades.
Principios básicos de los injertos en cultivos vegetales
La injerta de cultivos vegetales es un método aplicado mayormente a cultivos hortícolas de fruto (solanáceos y cucurbitáceos), uniendo físicamente dos plantas para crear una planta nueva. Una de las plantas provee el retoño (injerto o esqueje) con las características de calidad de fruto deseadas, mientras que la otra planta provee la base del tallo y la raíz (el patrón). Si el esqueje y el patrón son compatibles, los haces vasculares en los tallos de se conectan luego de injertar las dos partes, haciendo que el flujo de agua, nutrientes y fitorreguladores se reestablezca entre ambos genotipos (Figura 1)..
¿Por qué se utilizan plantas injertadas en la producción hortícola?
La técnica del injerto se utiliza de forma extensiva en la producción hortícola porque permite combinar las características de una variedad deseada de tomate, seleccionada por su alto rendimiento, calidad de fruto y/o resistencia a patógenos foliares; con las características del patrón, seleccionado específicamente para introducir resistencia frente a patógenos y plagas provenientes del suelo, proveer vigor, y en algunos casos, incrementar la tolerancia a condiciones de estrés abiótico.
El injerto puede verse como un atajo para obtener plantas con características de calidad de fruto deseadas en combinación con un sistema radicular vigoroso y resistente. A través de la técnica del injerto es posible cultivar tomates de variedades locales/tradicionales que de otra forma serían muy susceptibles a patógenos provenientes del suelo (Di Gioia et al., 2010). Obtener plantas mediante fitomejoramiento con similares características que produzcan frutos de buena calidad con cierta resistencia/tolerancia a condiciones de estrés biótico y abiótico puede no ser viable en todos los casos. Además, el fitomejoramiento es una técnica que depende en gran medida de investigación vegetal y requiere una gran inversión en tiempo y recursos que no siempre se puede justificar económicamente.
La utilización de plantas injertadas para el manejo de patógenos y plagas provenientes del suelo
En el Manejo Integrado de Plagas (IPM, por sus siglas en inglés) la utilización de injertos vegetales es considerada una herramienta para manejar problemas causados por patógenos y plagas provenientes del suelo. La injerta vegetal constituye una alternativa ambientalmente sostenible al uso de tratamientos químicos del suelo. La práctica de utilizar plantas injertadas se puede utilizar de forma simultánea con otras técnicas de manejo como son: el uso de variedades resistentes, la rotación de cultivos, los cultivos de cobertura y otras técnicas de control biológico, como la Desinfección Anaeróbica de Suelos (ASD, por sus siglas en inglés).
El injerto de plantas de tomate con patrones resistentes ha sido utilizado de manera exitosa en suelos con tendencia a provocar marchitez por Fusarium (Fusarium oxysporum f. sp. lycopercisi), pudrición de raíz y base del tallo (Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici) (Rivard y Louws, 2008), marchitez por Verticillium (Verticillium albo-atrum y V. dahliae) y ataques de nemátodos de nudo de raíz (Meloidogyne spp.) (Kokalis-Burelle y Rosskopf, 2011; Barrett et al., 2012). Además, las plantas injertadas pueden proveer una resistencia añadida frente al ataque por virus (Spanò et al., 2020) y la marchitez bacteriana sureña (Ralstonia solanacearum) (Rivard y Louws, 2012) o el tizón sureño (Athelia rolfsiianamorphSclerotium rolfsii) (Rivard et al., 2010) que recientemente ha sido observado en latitudes más septentrionales de su típica zona de distribución (Figura 2).
En Pensilvania, se están identificando problemas de salud edáfica y plagas y patógenos del suelo debido principalmente a la intensificación de la producción de vegetales y especies hortícolas y también al incremento en el uso de invernaderos y túneles con limitadas opciones para la rotación de cultivos. Entre ellos podemos destacar aquellos que producen la marchitez por Fusarium (Figura 3), pudrición de la raíz y base del tallo por Fusarium, marchitez por Verticillium y nemátodos de nudo de raíz. El uso de plantas injertadas con patrones resistentes es altamente recomendable en la presencia de plagas y patógenos específicos.
Selección del patrón correcto
La selección de patrones debe basarse principalmente en el nivel de resistencia/tolerancia que pueda proveer contra aquellas plagas y patógenos específicos que tengamos en nuestra zona de cultivo o aquellos que están que estén presentes en nuestro suelo. El segundo aspecto a considerar es el vigor del patrón y la capacidad que pueda tener para tolerar condiciones de estrés abiótico.
Si observa plantas enfermas, marchitas, con amarillamiento o que presentan un debilitamiento general y estas características son consistentes en todo el cultivo y afectan a la producción, puede ser necesario analizar el suelo y la salud del sistema radicular de las plantas para identificar la causa principal del problema. Estas plantas enfermas pueden enviarse a la Clínica de Patología Vegetal de Penn State (Penn State Plant Disease Clinic) para su análisis y diagnosis. Revisar e inspeccionar el sistema radicular durante o después de la temporada de siembra puede ayudar a identificar descoloraciones y daños de raíz, crecimiento limitado y excoriación causada por nemátodos de nudo de raíz (Figura 4). Si el problema está causado por estos nemátodos, una buena opción será enviar muestras de suelo al Departamento de Agricultura, División de Servicios Agronómicos al Consumidor para la detección de nemátodos en laboratorio. La prueba de detección de nemátodos puede identificar las especies que puedan estar atacando a su cultivo y determinar el nivel de infestación. Una vez se hayan identificado las causas principales del problema se puede iniciar la búsqueda de patrones porta injertos que puedan introducir resistencia o tolerancia a las causas identificadas.
Como se puede observar en la Tabla 1, varios patrones de tomate disponibles en el mercado pueden proveer resistencia a la pudrición acorchada de la raíz, pudrición de raíz y base del tallo por Fusarium, marchitez por Fusarium, marchitez por Verticillium, nemátodos de nudo de raíz, así como también al virus del mosaico del tomate (ToMV, por sus siglas en inglés).
Tabla 1. Ejemplos de patrones de tomate comerciales y sus respectivas tolerancias/resistencias o susceptibilidades a las principales plagas y patógenos que afectan al cultivo de tomate en Pensilvania.1
| Patrón Comercial | Pudrición acorchada de la raíz (Pi) | Pudrición de base del tallo por Fusarium (For) | Marchitez por Fusarium (Fol) | Marchitez por Verticillium | Virus del Mosaico del tomate | Nemátodos de nudo de la raíz |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Armstrong | IR | HR | HR (Fol: 1, 2) | HR | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Arnold | IR | IR (Fol: 1, 2) | IR (V, Va, Vd) | IR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) | |
| Balance | IR | HR | HR (Fol: 1, 2, 3) | HR (Va: 1, Vd: 1) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Beaufort | HR | HR (Fol: 0, 1) | HR (Va: 0, Vd: 0) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) | |
| Bowman | IR | HR | HR (Fol: 1, 2, 3) | HR (Va: 1, Vd: 1, 2) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| DRO138TX | HR | HR | HR (Fol: 1, 2) | HR (Va: 1, Vd: 1) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| DRO141TX | HR | HR | HR (Fol: 1, 2) | HR (Va: 1, Vd: 1) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Estamino | HR | HR | HR (Fol: 0, 1, 2) | HR (Va: 0, Vd: 0) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Fortamino | HR | HR | HR (Fol: 0, 1, 2) | HR (Va: 0, Vd: 0) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Guardian | R | R (Fol: 3) | R | R Tm | R (N) | |
| Kardia | IR | HR | HR (Fol: 0, 1) | HR (Va, Vd) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Maxifort | HR | HR | HR (Fol: 1, 2) | HR (Va: 1, Vd: 1) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Multifort | HR | HR | HR (Fol: 1, 2, 3) | HR (Va: 1, Vd: 1) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| Protector | IR | HR | HR (Fol: 0, 1, 2) | HR (Va: 0, Vd: 0) | HR/R (Tm) HR (ToMV: 0, 1, 2) | HR/R (Ma, Mi, Mj) |
| Rootpower | HR | HR | HR (Fol: 0, 1) | HR (Va, Vd) | HR (ToMV) | IR (Ma, Mi, Mj) |
| RST-04-105-T | HR | HR (Fol: 1, 2, 3) | HR | S | HR | |
| RST-04-106-T | CR | Fol: 1, 2, 3 | S | MCR (ToMV) Suitable R (Tm) | CR | |
| RST-04-107-T | CR | CR | CR | MCR (TMV) | CR | |
| Synergy | IR | HR | HR (Fol: 1, 2, 3) | HR (Va: 1, Vd: 1) | HR (ToMV: 0, 1, 2) | IR (Ma, Mi, Mj) |
1 Fol:Fusarium oxysporumf. sp.lycopersici;For:Fusarium oxysporumf. sp.radicis-lycopersici;Pi: Pseudopyrenochaeta lycopersici;Va:Verticillium albo-atrum;Vd:Verticillium dahliae;Ma:Meloidogyne arenaria;Me:M. enterolobii;Mi:M. incognita;Mj:M. javanica;TMV:Virus del Mosaico del Tabaco;ToMV:Virus del Mosaico del Tomate;CR:Resistencia Completa;HR:Alta Resistencia;IR:Resistencia Intermedia;R:Resistente;S: Susceptible.
La tabla anterior no contiene todos los patrones disponibles en el mercado. Podrá encontrar una taba más completa en el sitio web de Injerta Vegetal.
Al seleccionar el patrón, se debe considerar que ciertos patrones proveen resistencia a algunas razas de patógenos, tales como marchitez por Fusarium y marchitez por Verticillium. Enfermedades como la pudrición de la raíz y base del tallo por Fusarium (For) causada por Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopercisi (Figura 5) pueden transmitirse también a través de las semillas. En este caso, el uso de patrones resistentes puede prevenir que la enfermedad se manifieste.
La compatibilidad entre patrón y esqueje es uno de los elementos principales a evaluar en la selección de patrones. Si se conocen incompatibilidades, la compañía de semillas que produce estos patrones debe reportarlos. Una posible incompatibilidad entre patrón y esqueje puede estar asociada con la resistencia/tolerancia al virus del mosaico del tomate (ToMV). La mayoría de los patrones proveen alta resistencia al ToMV. Sin embargo, cuando se injertan variedades locales/tradicionales de tomate susceptibles a ToMV en patrones resistentes pueden aparecer problemas de incompatibilidad (Figure 6). Por esta razón es importante seleccionar cuidadosamente los patrones a utilizar en variedades locales/tradicionales de tomate susceptibles a ToMV, teniendo en cuenta que estas plantas pueden ser compatibles solamente con patrones que sean susceptibles a ToMV.
Injertar para incrementar vigor y tolerancia a condiciones de estrés abiótico
La técnica del injerto se puede también utilizar con el propósito de incrementar el vigor del esqueje, algo que puede ser beneficioso para los sistemas de producción en invernadero dado que las temporadas de crecimiento y cosecha son más largas. El vigor de las plantas injertadas puede ser definido por el vigor del patrón que se ha seleccionado y por la interacción patrón-esqueje. Por lo tanto, la selección de patrones y esquejes es crítica para conseguir efectos sinérgicos positivos. Los patrones vigorosos pueden también ayudar a manejar condiciones de estrés abiótico que pueden ocurrir durante el ciclo de cultivo. En Pensilvania, las plantas de tomate pueden estar expuestas a diferentes condiciones de estrés abiótico asociadas a temperaturas relativamente bajas, temperaturas altas, sequía, salinidad, y/o exceso de nutrientes (Figura 7). La utilización de plantas injertadas en patrones vigorosos puede proporcionar tolerancia a las bajas temperaturas cuando se siembra de manera temprana en la temporada (Venema et al., 2008) y a las temperaturas relativamente altas del verano (Schwarz et al., 2010). La mayor capacidad de un sistema radicular más grande para absorber agua y nutrientes (Djidonou et al., 2013) y explorar un volumen mayor de suelo puede ayudar a enfrentar el estrés por sequía y/o salinidad (Di Gioia et al., 2013), exceso de nutrientes (Di Gioia et al., 2017) e incluso niveles bajos de nutrientes.
La mayoría de las compañías productoras de semillas indican si sus patrones son vigorosos o no, pero no hay una métrica estandarizada para determinar el vigor de un patrón. Siempre se debe verificar lo que anuncian las compañías a cerca del vigor de un patrón.
El exceso de vigor en plantas injertadas puede desencadenar maduraciones tardías de frutos o impactar negativamente a la calidad de estos. Por esta razón, algunas compañías productoras de semillas están seleccionando patrones que, en su propia opinión, son más regenerativos. Esta información debe ser verificada.
Nuestra investigación se llevó a cabo en las instalaciones para la investigación en invernaderos de Penn State y demostró que: en cultivos en invernadero, el uso de plantas de tomate injertadas con patrones vigorosos puede mejorar la eficiencia del uso de nitrógeno e incrementar el rendimiento de frutos de tamaño extra-grande cuando se compara con el uso de plantas no-injertadas, incluso en la ausencia de plagas y patógenos provenientes del suelo o condiciones de estrés abiótico (Blunk, 2022). Observamos un pequeño retraso en la maduración de los fruto solo por una o dos semanas al principio de la temporada de cultivo, sin efectos positivos o negativos consistentes en la calidad de los frutos. Debido al mayor vigor y la biomasa producida, las plantas injertadas se deben entutorar/enrejar más veces que las plantas no-injertadas. Para este propósito, un sistema de entutorado/enrejado colgante funciona mejor que el hecho con estacas (Figura 8).
Además de recomendar entutorar/enrejar, otra recomendación simple pero importante que es a menudo olvidada o dada por hecho, es que las plantas injertadas deben ser trasplantadas manteniendo el punto de injerto por encima de la superficie del suelo (Figura 9). Este detalle es crítico ya que si el esqueje está cubierto o está en contacto cercano con el suelo, este puede fácilmente desarrollar raíces adventicias y sobrepasar al patrón. Cuando esto ocurre, la resistencia o tolerancia a plagas y patógenos provenientes del suelo y todas las posibles ventajas que el patrón provee se pueden perder.
Consideraciones Económicas
Desde el punto de vista económico, es importante considerar que el coste de producción de plantas injertadas es por lo general más alto que el de plantas no-injertadas. Sin embargo, bajo las condiciones de nuestro estudio, el análisis económico reveló que: a pesar del incremento en el coste de las plantas injertadas, estas generaron mayor ingreso dado su mayor rendimiento, incluso en ausencia de estresores bióticos y abióticos a nivel del suelo (Blunk, 2022). La Figura 10 muestra el ingreso cumulativo estimado de plantas de tomate de variedad "Red Deuce" injertadas y no injertadas en patrones DRO141TX en un invernadero de 30' x 96' (9.14 m x 29.2 m). El ingreso acumulativo se calculó multiplicando el rendimiento mercantil de las plantas injertadas y no-injertadas a través de la temporada de siembra, siguiendo los precios del tomate maduro fresco registrados semanalmente en la Subasta de Productos Agrícolas de Leola durante la temporada de siembra de 2021. Resultados similares fueron observados durante la temporada de siembra de 2020. Basándonos en los resultados de nuestro estudio realizado durante dos años consecutivos y de otros estudios similares, podemos sugerir que en producciones bajo invernadero de tomate injertado los beneficios potenciales y las ganancias monetarias incrementan mientras más largo sea el ciclo de producción.
La decisión de injertar las plantas de tomate por cuenta propia frente a la comprar plantas injertadas de un vivero especializado es una decisión personal. Aunque en algunos casos injertar por cuenta propia puede ser más económico que comprar plantas injertadas, la posibilidad de injertar plantas depende de diversos factores: disponibilidad de tiempo, mano de obra especializada e instalaciones de vivero apropiadas; además de poseer el conocimiento adecuado y la suficiente experiencia con la técnica del injerto. Los costes de estas dos estrategias productivas deben ser analizados y comparados uno con el otro.
Injertar plantas de tomate requiere planificación, experiencia, y un tratamiento especial para el proceso de cicatrización, tal como se describe en el Manual para la Injerta Vegetal (Rosskopf et al., 2018; solo disponible en inglés). Por estas razones, cada vez más frecuentemente los agricultores prefieren utilizar los servicios de injerta de viveros especializados en la producción de plantas injertadas. En Pensilvania, es posible comprar plantas injertadas en viveros locales. Las plantas injertadas también pueden adquirirse de empresas fuera de los límites del estado y enviarse hasta nuestro domicilio siempre que la orden sea hecha a tiempo. Los viveros especializados pueden producir plantas injertadas con la combinación patrón-esqueje especifica que el cliente desee y la entrega se puede recibir a tiempo para la fecha de siembra deseada. La experiencia con las diferentes combinaciones de injertos puede ayudar a seleccionar patrones alternativos y combinaciones patrón-esqueje específicas. Por supuesto, la calidad de las plantas injertadas puede determinar el éxito final del cultivo, así que la decisión de injertar por cuenta propia o no, así como la selección del vivero donde se adquirirán las plantas, son decisiones importantes.
Agradecimientos
La información proporcionada en este artículo de Extensión está basada en estudios de investigación patrocinados por el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura (NIFA), el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA), la Iniciativa Investigativa en Cultivos Especializados bajo la concesión número 2016-51181-25404 y fue en parte patrocinada por la Asociación de Agricultores de Vegetales de Pensilvania, el Programa de Investigación y Mercadeo de Vegetales en Pensilvania, y por las Asignaciones USDA NIFA bajo el Proyecto #PEN04723 y Accesión #1020664. Cualquier opinión, hallazgo, conclusión o recomendaciones expresadas en esta publicación son aquellas de los autores y no necesariamente refleja la posición del Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USD, por sus siglas en inglés).
Referencias
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Djidonou, D., X. Zhao, E.H. Simonne, K.E. Koch, and J.E. Erickson. 2013. Yield, water-, and nitrogen-use efficiencies in field-grown grafted tomatoes. HortScience 48:485-492.
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