Características botánicas y recursos genéticos

Como toda dicotiledónea, la planta de lulo posee una raíz principal o pivotante, con un alto porcentaje de raíces fibrosas superficiales. El tallo es semileñoso, cilíndrico y suculento que en su juventud es tierno y de color verde; éste se transforma en un tallo leñoso de color café en su fase adulta y puede alcanzar hasta 3 m de altura. Algunos genotipos poseen gran cantidad de espinas (i.e. S. quitoense var. septentrionale) mientras que otros son lisos o con vellosidades suaves (i.e. S. quitoense var. quitoense). De ellos, los primeros son más comunes en Colombia, mientras que los segundos (sin espinas) son más frecuentes en Ecuador (^{Denis et al., 1985}; ^{Gómez et al., 1999}; ^{Heiser, 2000}; ^{Sahaza y Henao, 2001}; ^{Franco et al., 2002}; ^{Angulo, 2008}). Las ramas son suculentas y verdes cuando están jóvenes, y se convierten en leñosas y cafés con el tiempo; pueden tener diámetros hasta 5 cm y presentar o no espinas.

Las hojas son generalmente amplias, de por lo menos 40 cm de largo y 34 cm de ancho; son de color verde por el haz y violeta por el envés. Las flores se agrupan en racimos, en un número que varía entre 5 y 10 por cada inflorescencia; los pétalos son blancos y morados por debajo. Existen flores de pistilo largo, medio y corto, pero sólo las de pistilo largo son fértiles. La planta de lulo no produce polen fértil en zonas templadas, lo cual constituye una gran ventaja competitiva para su cultivo en el trópico y una desventaja para los programas de mejoramiento genético en zonas templadas (^{Angulo, 2008}). El fruto es una baya globosa con un diámetro de 4 a 8 cm y con un peso que oscila entre 40 y 80 g; en el híbrido mejorado “La Selva” su corteza es lisa, de color amarillo intenso o amarillo rojizo en la madurez; la pulpa es verde y con numerosas semillas, y de sabor agridulce.

La planta puede fructificar durante todo el año, lo que ocasiona producción de botones florales, flores y frutos de distintos tamaños. Las semillas son lisas y redondas, se pueden encontrar hasta 1 000 por fruto que pueden pesar entre 4 y 40 mg. Las variedades originales que se producen, sobre todo en Colombia y Ecuador, pueden propagarse por semilla, en tanto que los materiales híbridos como lulo “La Selva” deben propagarse por estacas, hijuelos y cultivo de tejidos vegetales in vitro (^{CORPOICA et al., 1999}; ^{Lobo-Arias et al., 2007}).

En términos generales, la planta de lulo inicia su producción entre los ocho y 12 meses de edad, lo cual depende principalmente de la temperatura, con rendimientos que pueden oscilar entre siete y 30 t ha^-1 (^{Lobo-Arias et al., 1983}; ^{Sahaza y Henao, 2001}; ^{Angulo, 2008}).

De acuerdo con ^{Medina et al. (2009)}, Colombia cuenta con un banco de germoplasma de lulo a cargo de la Corporación Colombiana de Investigaciones Agropecuarias (Corpoica), la cual conserva 77 accesiones de S. quitoense, 17 de S. pseudolulo, ocho de S. hirtum, cinco de S. vestissimum, dos de S. pectinatum, dos de S. sessiliflorum, dos de S. flexor y una de S. stramonifolium, todos ellas de la sección Lasiocarpa (^{Lobo-Arias et al., 2002}).

Con base en el desarrollo de algunos cruzamientos experimentales controlados, se ha podido conocer la relación filogenética entre lulos, tomates de árbol y otras especies silvestres emparentadas. Por ejemplo, el lulo (S. quitoense) puede formar híbridos fértiles con S. hirtum (^{Bernal et al., 1998}; ^{Lobo-Arias, 2000}; ^{Lobo-Arias et al., 2007}). Estos hallazgos han sido de gran utilidad para la generación de materiales mejorados como el lulo “La Selva”, resultado del cruzamiento entre S. quitoense y S. hirtum (^{Bernal et al., 1998}; ^{Lobo-Arias, 2000}). Al profundizar en los estudios filogenéticos, ^{Enciso-Rodríguez et al. (2010)} determinaron que Colombia es el principal centro de diversidad de lulo y que la gran diversidad genética que existe posibilita la obtención de nuevos híbridos con caracteres superiores en cuanto a rendimiento, calidad de fruto y resistencia o tolerancia de las plantas a factores bióticos y abióticos. Los avances logrados en iniciativas como SOL genomics network (http://solgenomics.net/) y la reciente publicación del genoma del tomate (^{The Tomato Genome Consortium, 2012}) permitirán avanzar considerablemente en el desarrollo de marcadores moleculares e identificación de genes funcionales que expliquen las respuestas de lulo al manejo agronómico y al ambiente, así como su uso para el mejoramiento genético.

Los estudios moleculares han revelado polimorfismos significativos y una mayor variabilidad genética en híbridos interespecíficos de S. hirtum * S. quitoense (^{Fory-Sánchez et al., 2010}; ^{Enciso-Rodríguez et al., 2010}), en relación a los materiales progenitores, lo cual destaca la necesidad de incrementar la base genética de lulo para programas de mejoramiento.

A pesar de numerosos esfuerzos por generar y sistematizar el conocimiento científico de este cultivo, la oferta de material mejorado es aún escasa, y actualmente solo se cuenta con un cultivar desarrollado en Colombia, el lulo “La Selva”. El proceso de creación de una base genética amplia para apoyar los esfuerzos de mejoramiento, permitirá generar lulos para procesamiento agroindustrial, más allá de su consumo en fresco. En los programas de mejoramiento, es importante destacar los atributos de una planta de lulo ideal según ^{Lobo-Arias (2000)}: ausencia de espinas, hábito de crecimiento erecto, alta tasa de amarre de frutos y baja actividad de las enzimas poligalacturonasa y polifenoloxidasa en las bayas. Adicionalmente, la planta requiere mayores estudios fisiológicos, bioquímicos, genéticos y de adaptabilidad (interacción genotipo-ambiente).

Requerimientos ambientales y manejo agronómico

La especie Solanum quitoense crece entre los 1 000 y los 2 500 m de altitud, en su mayoría intercalado con el café, aunque se desarrolla mejor entre los 1 200 y 1 600 m en Colombia (^{Muñoz-Belalcazar, 2011}). ^{Medina et al. (2009)} señalaron que el lulo es una planta adaptada al bosque húmedo de montaña y que prospera bien en zonas cafetaleras bajo sobra. En México, el bosque mesófilo de montaña ocupa unos 8 800 km², lo que equivale a cerca de 0.5% del territorio nacional (^{González-Espinosa et al., 2012}), lo cual significa una gran extensión con potencial para su cultivo intercalado con cafetales que se desarrollan en estos ecosistemas de montaña.

El lulo es una especie de días cortos que exhibe su mejor desarrollo en sitios sombreados, cerca de corrientes de agua, a temperaturas de 15 a 24 °C, con un óptimo de 20 °C. Para su mejor desarrollo requiere suelos ligeramente ácidos (pH entre 5.5 y 6.0), húmedos, profundos y con buen drenaje; así como sitios con precipitaciones entre 2 000 y 3 000 mm al año (^{Fundación Codesarrollo, 2006}). En general, los materiales criollos como “Castilla” son más exigentes en cuanto a condiciones de suelo y clima que el híbrido “La Selva”, el cual se adapta mejor a ambientes restrictivos.

Una vez seleccionado el sitio para el establecimiento del lulo a escala comercial, será necesario identificar el genotipo que mejor se adapte a las condiciones ambientales de la región. En el caso del híbrido “La Selva”, en Colombia existen por lo menos dos compañías, Laboratorios AM de C. en Medellín, y la Fundación Universitaria Santa Rosa de Cabal (UNISARC), que proveen plántulas de calidad cultivadas a través de la técnica de cultivo de tejidos vegetales.

Los materiales nativos que no han sido mejorados sistemáticamente, crecen normalmente bajo cierto nivel de sombra en condiciones naturales de Colombia y Ecuador. El híbrido “La Selva” se puede cultivar a libre exposición y a menor altura que el lulo criollo denominado “Castilla” y los rendimientos del primero son más altos que los obtenidos con este último, por ser resistente a nematodos. En cultivos comerciales se recomienda solamente la siembra de clones del híbrido “La Selva” (Solanum quitoense x S. hirtum) (^{Muñoz-Belalcazar, 2011}), para lo cual se requieren plantas propagadas in vitro.

Debido a que este híbrido requiere sombra parcial, se recomienda su intercalado en los cafetales, aprovechando las calles, después de que se hace la renovación del cafetal. En este caso, al intercalar ambas especies (café y lulo) se puede utilizar un sistema en marco real (3 * 3 m), con una densidad de 1 111 plantas por ha; cuando se establece como monocultivo, se utilizan distancias de siembra de 2.5 x 3 m para una densidad de 1 333 plantas por ha (^{Muñoz-Belalcazar, 2011}).

Uno de los estudios o reportes más completos sobre la descripción de plagas y enfermedades de este cultivo y su control fue publicado por ^{Tamayo (2001)}, para el caso de Colombia. Posteriormente, ^{García-Lozano et al. (2008)} revisaron las condiciones fitosanitarias del cultivo para el Departamento del Huila y destacaron como las plagas más comunes a los gusanos perforadores del fruto, los picudos de la flor, los ácaros y los nematodos.

De acuerdo con ^{Carreño et al. (2007)}, los problemas fitosanitarios más limitantes en la producción de lulo son la antracnosis del fruto, ocasionada por Colletotrichum gloeosporioides, los nematodos del nudo radical (Meloidogyne javanica y M. incognita) y la pudrición blanca, ocasionada por Sclerotinia sclerotiorum. También se han reportado enfermedades asociadas a Phytophthora infestans, Fusarium oxysporum y Ralstonia solanacearum. ^{Tamayo et al. (2001)} describieron detalladamente los principales agentes causantes de enfermedades en este cultivo y señalaron que su control se realiza mediante la aplicación de productos químicos, control biológico de agentes transmisores y prácticas agronómicas adecuadas.

No obstante, donde las condiciones de cultivo son propicias para el desarrollo de ciertos patógenos, se hace necesario el trabajo de selección de variedades resistentes. Por ejemplo, el híbrido “La Selva” muestra resistencia a los nematodos de la raíz y se continua trabajando en desarrollar clones con resistencia a Phytophthora infestans, Fusarium oxysporum y nematodos (^{Montes-Rojas et al., 2010}).

Una manera de producir plantas con pureza genética y libres de patógenos es el cultivo in vitro de tejidos vegetales. En este aspecto, varias investigaciones recientes han mostrado la factibilidad de propagar lulo usando esta técnica (^{Medina-Rivas et al., 2008}; ^{Andrade-Díaz et al., 2013}; ^{Martín et al., 2013}).

Dentro de los factores abióticos que afectan este cultivo se pueden citar las heladas, las granizadas y las sequías (^{Muñoz-Balalcazar, 2011}). La humedad frecuente y las bajas temperaturas invernales pueden ocasionar cuarteaduras de frutos, en tanto que la sequía prolongada afecta considerablemente la fotosíntesis y el amarre de frutos.

Una vez que se tienen las semillas germinadas y plántulas que crecen en camas o contenedores bajo condiciones controladas, se recomienda inocularlas con micorrizas. ^{Casierra-Posada et al. (2013)} reportaron que las plantas de lulo inoculadas con Glomus sp. o Scutellospora heterogama crecieron 55% más que aquellas sin inocular y los hongos micorrízicos permitieron que las plantas toleraran el estrés, ocasionado por la luz solar directa, de manera más exitosa que las plantas sin inocular.

Para ofrecer recomendaciones sobre fertilización química u orgánica a este cultivo, es necesario estudiar la fertilidad de los suelos donde se pretende establecer la plantación de lulo, así como la dinámica de necesidad de nutrimentos a través de las diferentes etapas fenológicas del cultivo, aspectos que no son del todo conocidos ni en México ni en Colombia. Sin embargo, se sabe que el lulo responde bien a la aplicación de fertilizantes orgánicos y químicos. Por ejemplo, de acuerdo con ^{Ramírez y Duque (2010)}, el lulo “La Selva” muestra rendimientos superiores con la aplicación de compostas de gallinaza, en tanto que las aplicaciones de lombricomposta de residuos vegetales y de pulpa de café mostraron efectos similares a la aplicación de fertilizantes químicos (10-30-10) y superiores al tratamiento testigo sin aplicación de fertilizante ni abono.

En ese estudio las plantas de lulo “La Selva” crecieron en un suelo derivado de cenizas volcánicas, bien drenado y de alta fertilidad, en la zona cafetalera de Colombia. En un estudio reciente, ^{Gómez-Merino et al. (2013)} demostraron que las semillas de lulo pueden germinar y producir plántulas sanas en relaciones de turba:composta entre 1.50 y 0.66, lo que corresponde a 40 y 60% de composta en el sustrato, sin la aplicación de fertilizantes químicos.

Si bien no existen protocolos de fertilización generales, pues éstos deben fundamentarse en estudios de disponibilidad nutrimental del suelo y en las necesidades de la planta, la ^{Fundación Codesarrollo (2006)} propuso que para el Departamento de Risaralda, Colombia, las fertilizaciones edáficas se deben hacer cada mes hasta el mes quinto. A partir de éste último y hasta el mes 18 después de la siembra, las fertilizaciones se hacen cada 45 días, con base en el siguiente plan: la primera fertilización debe hacerse al momento de la siembra, con la aplicación de 1 kg de gallinaza más 200 g de una mezcla fertilizante que contenga fosfato (P₂O₅) 5%; carbonato de calcio (CaCO₃) 55%; y carbonato de magnesio (MgCO₃) 26%, para plantas previamente micorrizadas.

Al mes se hace una aplicación de fosfato diamónico (DAP) más elementos menores en proporción 25:1, en dosis de 20 a 30 g planta^-1; al segundo mes se aplica la misma mezcla en dosis de 60 g planta^-1; al tercer mes se aplican 80 g de la fórmula 10-30-10 planta^-1; al cuarto mes se aplican 100 g de 17-6-18 planta^-1 y después del quinto mes se aplican 150 g de la fórmula 17-6-0 en plantaciones asociadas con café.

Desde la siembra y durante el desarrollo del cultivo es necesario hacer labores culturales que incluyan el control de vegetación no deseada, de insectos plaga y de agentes causantes de enfermedades de acuerdo con protocolos descritos por ^{Quinchia y Cabrera (2006)}, ^{Tamayo (2001)} y ^{García-Lozano et al. (2008)}.

Para la cosecha de lulo “La Selva”, la producción inicia a los ocho meses después de la siembra y el periodo de floración a la cosecha es de cinco a seis meses, considerando el clima de la zona. En este híbrido, la mayor cantidad de fruta pesa entre 40 y 45 g. Para la agroindustria, el fruto se debe cosechar cuando éste alcance 75% de su madurez, esto es, cuando la mayor parte de su epicarpo sea color amarillo y alcance 9 °Brix.

La recolección de frutos debe realizarse manualmente, desprendiendo la fruta, cortando el pedúnculo, y dejando el cáliz, esto para mantener la fruta hidratada y evitar la entrada de agentes infecciosos que puedan causar alguna enfermedad al fruto. Los frutos se deben depositar suavemente en el recipiente de recolección y se llevan con cuidado al sitio deacopio.Afin de evitar contaminaciones, los frutos enfermos deben ser desechados y enterrados en una fosa especial fuera de los terrenos de cultivo. Una vez cosechada la fruta, se procede a su limpieza con movimientos manuales ligeros y suaves en costales, 20 a 30 frutos por costal. Ya que se tienen los frutos limpios, éstos se empacan en canastillas plásticas de entre 10 y 20 kg de capacidad y se transportan al sitio de entrega. Es evidente que en estas etapas es necesario el desarrollo de tecnología para automatizar los procesos de cosecha, limpieza y empaque.

Las normas de calidad colombianas número 1 265 y 5 094 describen los aspectos más relevantes respecto al producto, los empaques y el rotulado, y se establecen los requisitos mínimos que deben cumplir para cada uno de ellos.

De estos datos se desprende que el cultivo de lulo en México es posible, dado que buena parte de la zona montañosa donde se cultiva café por arriba de los 1 000 msnm, presenta características deseables en cuanto a altitud, suelo y clima. Sin embargo, aún es necesario estudiar el potencial de cada región montañosa y cafetalera para determinar aquellas que tienen mayor posibilidad de éxito para el cultivo del lulo.

Propiedades nutracéuticas del fruto

El fruto de lulo posee altos contenidos de vitamina C y de hierro, que le confieren propiedades diuréticas y tonificantes. Es un solvente de toxinas del organismo y facilita la eliminación de ácido úrico (^{Muñoz-Balcazar, 2011}). En el Cuadro 1 se detallan algunas de las características químicas y alimenticias del lulo.

Principales productores de lulo

La principal producción del lulo en Colombia se destina a su consumo en fresco, y su mercado en los Estados Unidos muestra grandes posibilidades de crecimiento. Asimismo, el lulo se perfila dentro de los cultivos con mayor potencial para aportar a la seguridad alimentaria; además de representar una actividad generadora de empleo y de ingresos (^{FAO, 2001}). Colombia y Ecuador son los principales productores, pero también se cultiva en Venezuela, Perú, Panamá, Costa Rica y Guatemala. En Colombia, el lulo está ganando importancia en el sector industrial para la fabricación de jugos, yogurt, saborizantes, refrescos y alimentos procesados (^{Medina et al., 2009}; ^{Muñoz-Balacazar, 2011}).

Para el año 2011, el Departamento Administrativo Nacional de Estadística (^{DANE, 2011}) de Colombia reportó un área sembrada con lulo de 5 469 ha en Colombia, distribuidas principalmente en zonas cafetaleras. Los principales departamentos productores son Huila, Valle del Cauca, Nariño, Tolima y Boyacá, los cuales en conjunto representan cerca de 62% del área total cultivada con Lulo, con una producción total de 21 225 t de frutos y un rendimiento promedio de 9.2 t ha^-1, por debajo del promedio potencial de producción que es cercano a las 30 t ha^-1. Se calcula que una planta sana logra producir entre 100 a 150 frutos por año; con un rendimiento promedio anual de 135 frutos por planta, cada planta estaría produciendo 9 kg de frutos, lo que se traduce en 27.2 t ha^-1. En general, los lulos criollos de “Castilla” pueden alcanzar las 9 t ha^-1 al año, en tanto que el promedio nacional colombiano es de 16 t ha^-1 al año para lulo “La Selva” (^{Ríos-Gallego et al., 2004}).

Necesidades de investigación e innovación

Actualmente el cultivo del lulo en países productores como Colombia y Ecuador presenta múltiples problemas que limitan su productividad y competitividad, ya que de un potencial calculado de aproximadamente 30 t ha^-1, solamente se obtiene un promedio de entre 7 y 9 t ha^-1; esta condición ha llevado al abandono progresivo del cultivo, con la consecuente pérdida de fuentes de empleo, reducción de ingresos económicos y agravamiento del nivel de vida de los productores. Las limitantes de carácter técnico tienen que ver con el manejo agronómico en general, esto es, la selección de materiales mejorados, el control de plagas y enfermedades, y el manejo de la nutrición de las plantas, las cuales se realizan sin un soporte de procesos sistemáticos de investigación y con un conocimiento escaso del funcionamiento fisiológico y ecofisiológico de la planta (^{Gómez et al., 2005}), aspecto fundamental para la gestión integral de la función productiva. Al contemplarse el establecimiento de este cultivo en México, el primer paso será delimitar las zonas con mayor potencial para su cultivo. En principio se podrían considerar los bosques de niebla y las zonas cafetaleras ubicadas en altitudes superiores de los 1 000 m, como zonas propicias para el cultivo de lulo. Las herramientas geomáticas y los datos meteorológicos que poseen diversas instituciones del país podrían ser de gran utilidad en el logro de este cometido.

En el ámbito de producción de plántulas, es necesario explorar sustratos orgánicos disponibles en las zonas potenciales de producción de lulo para evaluar su impacto y uso (^{Gómez-Merino et al., 2013}) . De las investigaciones revisadas, también se detecta la necesidad de generar patrones para injertos, protocolos de propagación de injertos, métodos para el enraizamiento de patrones, entre otros. Tanto en plántulas provenientes de semillas, como de explantes cultivados in vitro y patrones crecidos en invernadero, un foco de atención importante lo deben ocupar los biofertilizantes. Dado que esta especie es micorrizada por diferentes hongos simbiontes y tiene respuestas significativas a este tipo de inoculantes, las investigaciones para la identificación de hongos micorrízicos específicos para este cultivo es una necesidad apremiante.

En cuanto a plagas, enfermedades y factores abióticos del ambiente, es necesario que dentro de los programas de mejoramiento genético se contemplen fases para pruebas de resistencia a insectos plaga y agentes causantes de enfermedades. Para el caso de México, cuya producción agrícola total podría caer en más de 25% hacia 2080 como efecto del cambio climático (^{Moyer, 2010}), si no se toman las medidas pertinentes, el desarrollo de materiales mejorados tolerantes a sequías, bajas temperaturas y heladas también debe contemplarse en el corto y mediano plazo.

En aspectos de mejoramiento genético, será necesario desarrollar mayores tecnologías y protocolos moleculares. La secuenciación completa del genoma del tomate en 2012 da ya una excelente referencia.

Respecto al tema organizacional, para el caso de México es necesario focalizar esfuerzos hacia la conformación de figuras asociativas capaces de desarrollar planes estratégicos específicos a corto, mediano y largo plazo. Para ello, varias secretarías de estado ofrecen apoyo técnico, logístico y financiero.

El aspecto gerencial de todo proyecto tendiente a incrementar la producción de lulo debe contemplar creatividad, anticipación y vigilancia, en un ámbito de innovación integral de la cadena de valor.