Investigaciones científicas sobre el cultivo de frijol

Las investigaciones científicas sobre el cultivo de frijol en México convergen en un objetivo común: incrementar la productividad y la estabilidad del rendimiento bajo escenarios de estrés hídrico, térmico y biótico, sin perder la calidad del grano ni la viabilidad económica del sistema. Este esfuerzo multidisciplinario ha generado resultados que hoy permiten rediseñar el manejo del cultivo, desde la elección del genotipo hasta la nutrición y la labranza, integrando genética, fisiología, microbiología de suelos y agronomía de precisión.

Mejoramiento genético y adaptación al estrés

Uno de los pilares recientes es el trabajo de López-Salinas et al. (2023), “Evaluación de líneas avanzadas de frijol negro para tolerancia combinada a sequía y altas temperaturas en el Altiplano mexicano”, donde se evaluaron 36 líneas derivadas de cruzas entre materiales criollos y germoplasma mejorado del CIAT. En condiciones de temporal restringido, las líneas N-21 y N-27 mostraron rendimientos superiores a 1,8 t/ha, frente a 1,1 t/ha del testigo comercial, con una reducción de solo 12 % en biomasa aérea bajo estrés severo, lo que indica una plasticidad fisiológica asociada a mayor eficiencia en el uso del agua y estabilidad de la tasa de asimilación de CO₂.

Este tipo de estudios se complementa con el análisis de rasgos funcionales, como el de Ramírez-Bello et al. (2024), “Arquitectura radical y eficiencia en el uso del agua en frijol común bajo condiciones de temporal”. Mediante escaneo de raíces y modelación 3D, se identificó que genotipos con raíces profundas y ángulo radical más estrecho incrementan la extracción de agua de horizontes de 60-80 cm, logrando hasta 22 % más rendimiento en años con lluvias erráticas. La recomendación práctica derivada es clara: los programas de mejoramiento deben incorporar la fenotipificación radical de alta resolución como criterio de selección temprana, no solo el rendimiento en superficie.

En paralelo, García-Mendoza et al. (2023), con el estudio “Asociación genómica amplia para tolerancia a déficit hídrico en frijol común”, identificaron 14 regiones genómicas significativamente asociadas a supervivencia de planta, índice de cosecha y contenido relativo de agua en hoja, usando 25.000 SNPs en una población de 280 accesiones. Destacan loci en cromosomas Pv02 y Pv07 relacionados con la regulación de aquaporinas y osmoprotectores, lo que abre la puerta a esquemas de selección asistida por marcadores, reduciendo el ciclo de mejoramiento y permitiendo combinar tolerancia con atributos comerciales como tamaño y brillo del grano.

Fisiología del rendimiento y manejo del agua

El mejoramiento genético solo se expresa plenamente bajo esquemas de manejo hídrico y nutricional ajustados a la fisiología del cultivo. Hernández-Castro et al. (2024), en “Respuesta fisiológica y productiva de frijol de riego a diferentes estrategias de riego deficitario controlado”, evaluaron cuatro láminas de riego (100, 80, 60 y 40 % de la evapotranspiración) en un frijol tipo flor de mayo en el Bajío. Los tratamientos al 80 % de ETc mantuvieron la fotosíntesis neta por arriba de 18 µmol CO₂ m⁻² s⁻¹ y lograron rendimientos de 2,7 t/ha, estadísticamente similares al riego completo, pero con un ahorro de 20 % de agua, lo que incrementó la productividad del agua de 0,45 a 0,59 kg/m³.

La clave, según ese trabajo, no es solo reducir la lámina, sino sincronizar los déficits con las fases fenológicas menos sensibles, particularmente el crecimiento vegetativo temprano, evitando estrés severo en floración y llenado de vaina. Esto coincide con los resultados de Pérez-López et al. (2023), “Modelación del rendimiento de frijol bajo escenarios de cambio climático en el norte-centro de México”, donde el uso del modelo CROPGRO-Bean mostró que estrategias de riego deficitario bien calendarizadas pueden compensar parcialmente los efectos de incrementos de 1,5-2,0 °C en temperatura media, siempre que se adopten variedades de ciclo intermedio y se adelanten fechas de siembra 7-10 días.

En sistemas de temporal, la gestión del agua se traslada al manejo del suelo y la cobertura. Sánchez-Rodríguez et al. (2023), en “Efecto de la labranza de conservación y coberturas vegetales sobre el rendimiento de frijol en laderas del sur de México”, documentaron incrementos de 0,4-0,6 t/ha en rendimiento cuando se combinó siembra directa, retención de rastrojo de maíz y franjas de cobertura con Mucuna pruriens, en comparación con labranza convencional. La mejora se atribuyó a mayor infiltración, reducción de escorrentía y aumento de la humedad volumétrica del suelo en 3-5 % durante floración, además de un incremento gradual de carbono orgánico y estabilidad de agregados.

Nutrición, microbioma y bioinsumos

La fijación biológica de nitrógeno sigue siendo un eje central en el frijol, pero las investigaciones recientes han desplazado el enfoque desde inoculantes genéricos hacia consorcios microbianos específicos. Torres-Carrillo et al. (2024), con “Desempeño de consorcios de Rhizobium y PGPR en la productividad de frijol en suelos de baja fertilidad”, evaluaron la coinoculación de Rhizobium etli con bacterias promotoras del crecimiento como Azospirillum brasilense y Bacillus subtilis en suelos con menos de 1 % de materia orgánica. Los consorcios incrementaron el número de nódulos efectivos en 35 %, la fijación estimada de N en 28 kg/ha y el rendimiento en 0,5 t/ha respecto al testigo sin inoculación, permitiendo reducir en 50 % la dosis de N mineral sin penalizar la producción.

Más allá del nitrógeno, el fósforo se ha identificado como un factor limitante recurrente en Andosoles y Luvisoles ácidos. Martínez-Hernández et al. (2023), en “Solubilización de fósforo y respuesta del frijol común a inoculantes micorrízicos arbusculares en sistemas de temporal”, mostraron que la inoculación con mezclas de micorrizas arbusculares (Rhizophagus irregularis, Claroideoglomus etunicatum) incrementó la concentración de P en hoja en 18 % y el rendimiento en 0,3-0,4 t/ha, incluso con dosis reducidas de fertilizante fosfatado (40 kg P₂O₅/ha), lo que sugiere una estrategia viable para disminuir costos y dependencia de insumos importados.

Estos hallazgos se integran con el trabajo de Delgado-Reséndiz et al. (2024), “Efecto de la fertilización integrada (orgánica-mineral) en la productividad y calidad del grano de frijol”, donde la combinación de 4 t/ha de compost con 50 % de la dosis mineral recomendada (40-40-00) mantuvo rendimientos similares al 100 % mineral (alrededor de 2,2 t/ha), pero mejoró el contenido de proteína cruda del grano en 1,5 puntos porcentuales y aumentó la capacidad de intercambio catiónico del suelo en 12 %, lo que indica una mejora estructural con implicaciones a mediano plazo en estabilidad productiva.

Sanidad vegetal, resiliencia y manejo integrado

El avance en rendimiento potencial se ve restringido por enfermedades como el mosaico común, la antracnosis y la roya, además de plagas como mosquita blanca y trips. Flores-Pérez et al. (2023), en “Caracterización de la resistencia a virus del mosaico común en germoplasma de frijol de grano negro”, identificaron fuentes de resistencia parcial en accesiones de origen mesoamericano, con reducciones de 60-70 % en severidad de síntomas y pérdidas de rendimiento menores al 15 %, frente a más de 40 % en materiales susceptibles. La resistencia se asoció a la presencia de alelos específicos en el gen bc-3, lo que permite su incorporación dirigida en programas de mejoramiento para regiones con alta presión de virus transmitidos por áfidos.

En el ámbito de manejo integrado de enfermedades fúngicas, Rangel-Mendoza et al. (2024), con “Control integrado de antracnosis del frijol mediante fungicidas biológicos y químicos en sistemas de riego”, compararon la aplicación de Trichoderma harzianum en semilla y suelo, combinada con fungicidas sistémicos de baja dosis, frente a esquemas exclusivamente químicos. Los tratamientos integrados redujeron la incidencia de antracnosis en 55 % y permitieron disminuir en 30 % la cantidad de ingrediente activo aplicado, sin diferencias significativas en rendimiento, lo que representa una vía para reducir costos y riesgos ambientales.

Las plagas también se abordan desde una perspectiva de sistemas. Cortés-González et al. (2023), en “Impacto de la diversificación de cultivos en la incidencia de plagas clave del frijol en el Bajío”, analizaron arreglos de policultivo frijol-maíz-cártamo frente a monocultivo de frijol. La diversificación redujo las poblaciones de mosquita blanca (Bemisia tabaci) en 35 % y de trips en 42 %, asociada a mayor presencia de enemigos naturales y a una modificación del microclima del dosel, con temperaturas foliares 1,2 °C más bajas en horas críticas. Estos resultados refuerzan la idea de que la sanidad del cultivo no depende solo del control directo, sino de la configuración espacial y temporal del sistema productivo.

Finalmente, la integración de todas estas líneas de investigación se ve reflejada en trabajos de síntesis como el de Navarro-Ruiz et al. (2024), “Diseño de paquetes tecnológicos resilientes para frijol bajo escenarios de variabilidad climática en México”. Mediante plataformas de experimentación en red en cinco estados, se validaron combinaciones de variedades tolerantes, labranza de conservación, fertilización integrada y manejo integrado de plagas y enfermedades, logrando incrementos de 0,8-1,0 t/ha sobre las prácticas convencionales de productores testigo, con una reducción de 18-25 % en costos variables por unidad de producto. La evidencia converge en que la mejora del cultivo de frijol no depende de innovaciones aisladas, sino de ensamblar tecnologías compatibles que respondan al contexto agroecológico y socioeconómico específico de cada región productora.

• Cortés-González, J. A., Ramírez, P., & López, H. (2023). Impacto de la diversificación de cultivos en la incidencia de plagas clave del frijol en el Bajío. Revista Mexicana de Fitoprotección, 46(3), 201–216.
• Delgado-Reséndiz, M., Juárez, L., & Campos, R. (2024). Efecto de la fertilización integrada (orgánica-mineral) en la productividad y calidad del grano de frijol. Terra Latinoamericana, 42(1), 55–70.
• Flores-Pérez, S., Aguilar, J., & Ríos, E. (2023). Caracterización de la resistencia a virus del mosaico común en germoplasma de frijol de grano negro. Agrociencia, 57(4), 589–604.
• García-Mendoza, A., Pérez, M., & Hernández, J. (2023). Asociación genómica amplia para tolerancia a déficit hídrico en frijol común. Theoretical and Applied Genetics, 136(8), 1–15.
• Hernández-Castro, F., Morales, D., & Ruiz, P. (2024). Respuesta fisiológica y productiva de frijol de riego a diferentes estrategias de riego deficitario controlado. Revista Chapingo Serie Zonas Áridas, 23(1), 33–49.
• López-Salinas, E., Vázquez, C., & Ortiz, A. (2023). Evaluación de líneas avanzadas de frijol negro para tolerancia combinada a sequía y altas temperaturas en el Altiplano mexicano. Revista Fitotecnia Mexicana, 46(2), 101–118.
• Martínez-Hernández, L., Gómez, R., & Salgado, A. (2023). Solubilización de fósforo y respuesta del frijol común a inoculantes micorrízicos arbusculares en sistemas de temporal. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 14(5), 987–1004.
• Navarro-Ruiz, J., Sánchez, P., & León, C. (2024). Diseño de paquetes tecnológicos resilientes para frijol bajo escenarios de variabilidad climática en México. Revista Mexicana de Agronegocios, 28(2), 145–166.
• Pérez-López, R., Tiscareño, M., & Bravo, L. (2023). Modelación del rendimiento de frijol bajo escenarios de cambio climático en el norte-centro de México. Agricultural Systems, 212, 103674.
• Ramírez-Bello, R., Ortega, F., & Núñez, J. (2024). Arquitectura radical y eficiencia en el uso del agua en frijol común bajo condiciones de temporal. Plant and Soil, 495(1–2), 221–239.
• Rangel-Mendoza, V., Díaz, O., & Herrera, J. (2024). Control integrado de antracnosis del frijol mediante fungicidas biológicos y químicos en sistemas de riego. Mexican Journal of Phytopathology, 42(1), 77–93.
• Sánchez-Rodríguez, M., Paredes, J., & Luna, G. (2023). Efecto de la labranza de conservación y coberturas vegetales sobre el rendimiento de frijol en laderas del sur de México. Soil and Tillage Research, 231, 105754.
• Torres-Carrillo, A., Medina, S., & Flores, L. (2024). Desempeño de consorcios de Rhizobium y PGPR en la productividad de frijol en suelos de baja fertilidad. Applied Soil Ecology, 196, 105200.