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Erradicación de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 con un prototipo de microondas.

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1 Erradicación de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 con un prototipo de microondas

2 Erradicación de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 con un prototipo de microondas Erradicación de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 con un prototipo de microondas I.- Justificación II.- Antecedentes III.- Objetivos IV.- Material y métodos V.- Resultados y discusión VI.- Conclusiones

3 I.- Justificación Índice

4 Fusariosis Vascular del melón Fusariosis Vascular del melón Enfermedad muy destructiva Reducción de la producción hasta en un 90% Reducción de la producción hasta en un 90% Rápida propagación Índice Fuente: Soriano Martín, M. L., et al. 2001

5 Dificultad de control de Fusarium oxysporum f. sp. melonis Mejor método de lucha Índice Estructuras de resistencia muy persistentes Métodos de control en campo costosos y difíciles de manejar Métodos de control en campo costosos y difíciles de manejar Prevención del establecimiento del patógeno en el terreno de cultivo

6 Índice Zonas de mayor producción de melón (Castilla la Mancha) Zonas de mayor producción de melón (Castilla la Mancha) Implantación del cultivo mediante plántulas producidas en semilleros industriales Implantación del cultivo mediante plántulas producidas en semilleros industriales Fuente: Páginas Agrarias de Ruralnet, 2004 Fuente: Conic System S. L., 2004 Reutilización de bandejas de propagación Reutilización de bandejas de propagación

7 Esterilización muy complicada Esterilización muy complicada Fuente: Conic System S. L., 2004 Reutilización de bandejas de propagación Reutilización de bandejas de propagación Índice Naturaleza del material (Poliestireno Expandido) Problemas de fitotoxicidad y manejo con los desinfestantes químicos (Formol e Hipoclorito de Sodio) Lentitud de los hornos convencionales de desinfestación Naturaleza del material (Poliestireno Expandido) Problemas de fitotoxicidad y manejo con los desinfestantes químicos (Formol e Hipoclorito de Sodio) Lentitud de los hornos convencionales de desinfestación Principal fuente de dispersión de la enfermedad Principal fuente de dispersión de la enfermedad

8 Índice Energía microondas Grandes posibilidades de aplicación Grandes posibilidades de aplicación Desinfestación de bandejas de propagación Control de la Fusariosis antes de su establecimiento en el campo Control de la Fusariosis antes de su establecimiento en el campo Material vegetal exento del patógeno

9 Índice II.- Antecedentes

10 Índice Fuente: Zapata, M. et al., 1989 Fuente: Namesny, A., 1997 Fuente: MELYSOL, 2004 (melysol.com) El melón Familia: Cucurbitaceae Especie Cucumis melo L. Familia: Cucurbitaceae Especie Cucumis melo L. Hortaliza muy cultivada Fruto muy demandado

11 Índice El melón en el mundo. Serie histórica de los principales países productores en los últimos años. (FAOSTAT, marzo de 2004). China, Turquía, EE.UU., España e Irán Cerca del 60% de la producción mundial de melón España produce alrededor del 5% del melón mundial y exporta casi la quinta parte España produce alrededor del 5% del melón mundial y exporta casi la quinta parte

12 Índice España, Italia, Francia, Grecia y Portugal Principales países productores de melón en la UE España produce prácticamente la mitad del total en la UE y exporta casi el 80% España produce prácticamente la mitad del total en la UE y exporta casi el 80% El melón en La Unión Europea. Serie histórica de la producción obtenida en los principales países productores de los últimos años. (EUROSTAT, 2004).

13 Índice Castilla-La Mancha, Andalucía, Murcia, Extremadura y Valencia El melón en España. Serie histórica de producción en las CC.AA. más representativas de este cultivo. (MAPA, 2004). Principales regiones productoras de melón en España Castilla-La Mancha produce el 34% del total español, destacando Ciudad Real, con el 28,6% Castilla-La Mancha produce el 34% del total español, destacando Ciudad Real, con el 28,6%

14 Índice Fusariosis Vascular del melón Sintomatología Las hojas amarillean progresivamente de forma acrópeta Las hojas amarillean progresivamente de forma acrópeta Marchitamiento súbito de la planta desde la base hacia el ápice Marchitamiento súbito de la planta desde la base hacia el ápice Amarilleamiento (Yellows) Amarilleamiento (Yellows) Marchitamiento (Wilts) Marchitamiento (Wilts)

15 Índice Fusariosis Vascular del melón Agente causal Fusarium oxysporum Schlecht f. sp. melonis (Snayder y Hansen) Patógeno específico del melón

16 Índice Fusariosis Vascular del melón Control de la enfermedad Métodos culturales Métodos biológicos Métodos químicos Métodos físicos Métodos culturales Métodos biológicos Métodos químicos Métodos físicos

17 Tratamiento físico de Fusarium oxysporum f. sp. melonis Trabajos previos aplicando calor y energía microondas Trabajos previos aplicando calor y energía microondas Reducción de la viabilidad del inóculo Reducción de la patogenicidad (incidencia y severidad de la enfermedad) Erradicación del patógeno Índice

18 III.- Objetivos

19 Objetivos 1.- Obtención de la potencia calorífica real del prototipo de horno microondas utilizado en este trabajo Obtener datos de energías aplicadas con los diferentes tiempos de exposición a las microondas Índice 2.- Estudio de la influencia que producen las radiaciones del prototipo de microondas sobre la suspensión de inóculo de Fom raza 1.2 tanto en la viabilidad de conidias como en la patogenicidad del inóculo sobre plántulas de melón Amarillo Canario. 3.- Estudio de la influencia que producen las radiaciones del prototipo de horno microondas utilizado sobre la viabilidad del inóculo en un substrato infestado con Fom raza 1.2

20 IV.- Material y métodos Índice

21 Material y métodos Obtención de la potencia calorífica real de un horno microondas comercial y del prototipo de horno microondas utilizado en este trabajo Obtención de la potencia calorífica real de un horno microondas comercial y del prototipo de horno microondas utilizado en este trabajo Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en suspensión acuosa Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en suspensión acuosa Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en un substrato artificialmente infestado Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en un substrato artificialmente infestado Influencia del tratamiento con microondas sobre la patogenicidad de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en plántulas de melón Amarillo Canario Influencia del tratamiento con microondas sobre la patogenicidad de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en plántulas de melón Amarillo Canario Índice

22 Obtención de la potencia calorífica real de un horno microondas comercial y del prototipo de horno microondas utilizado en este trabajo Obtención de la potencia calorífica real de un horno microondas comercial y del prototipo de horno microondas utilizado en este trabajo Horno microondas prototipo Determinación de la potencia calorífica Índice Resultados

23 Índice Horno microondas prototipo - Conformación en chapa galvanizada de 2 y 3 mm - Unión mediante remaches de aluminio - Conformación en chapa galvanizada de 2 y 3 mm - Unión mediante remaches de aluminio Diseñado y fabricado por las Cátedras de Motores y Fitopatología de la EUITA de Ciudad Real Diseñado y fabricado por las Cátedras de Motores y Fitopatología de la EUITA de Ciudad Real - Dos puertas (frontal y trasera) - Apertura y cierre accionado mediante sistema de transmisión hidrostática - Dos puertas (frontal y trasera) - Apertura y cierre accionado mediante sistema de transmisión hidrostática - Potencia de salida teórica: 4000 W - Alimentación: 220 V CA - Frecuencia de microondas: 2,45 Ghz - 4 magnetrones (1000 W cada uno) - Accionamiento manual - Potencia de salida teórica: 4000 W - Alimentación: 220 V CA - Frecuencia de microondas: 2,45 Ghz - 4 magnetrones (1000 W cada uno) - Accionamiento manual - Volumen de la cavidad: 122,3 litros (72,5 cm x 67,5 cm x 25 cm) - Capaz de contener 3 bandejas de propagación - Volumen de la cavidad: 122,3 litros (72,5 cm x 67,5 cm x 25 cm) - Capaz de contener 3 bandejas de propagación - 4 aberturas de salida de las microondas situadas dos a dos en caras opuestas de la cavidad interior - 4 aberturas de salida de las microondas situadas dos a dos en caras opuestas de la cavidad interior

24 Determinación de la potencia calorífica Índice Recipientes de Poliestireno Expandido Recipientes de Poliestireno Expandido Volumen fijo de agua (800 ml) Volumen fijo de agua (800 ml) Irradiación con microondas durante 30, 60, 120, 180, 240, 300, 360 y 420 segundos, hasta temperatura próxima a ebullición Irradiación con microondas durante 30, 60, 120, 180, 240, 300, 360 y 420 segundos, hasta temperatura próxima a ebullición Medida de la temperatura antes y después de la irradiación Medida de la temperatura antes y después de la irradiación

25 Índice Determinación de la potencia calorífica Recipiente centrado en el interior del horno Recipiente centrado en el interior del horno - Un ensayo con un solo magnetrón (1000 W) - Un ensayo con dos magnetrones (2000 W) - Un ensayo con tres magnetrones (3000 W) - Un ensayo con cuatro magnetrones (4000 W) - Un ensayo con un solo magnetrón (1000 W) - Un ensayo con dos magnetrones (2000 W) - Un ensayo con tres magnetrones (3000 W) - Un ensayo con cuatro magnetrones (4000 W)

26 Determinación de la potencia calorífica ΔT = T f - T i C e = 1 Cal/grºC m = 800 gr 1 Jul = 0,24 Cal Energía (Jul) = m · C e / 0,24 · ΔT Potencia real (W) = energía / tiempo de exposición Índice

27 Potencia media obtenida al someter 800 ml de agua a la radiación microondas durante distintos tiempos utilizando tanto el horno microondas comercial marca Daewoo, modelo KOC-970T, como el prototipo de horno microondas conectando de 1 a 4 magnetrones. Resultados

28 Incremento del inóculo Tratamiento térmico con microondas Viabilidad del inóculo Resultados Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en suspensión acuosa Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en suspensión acuosa Índice

29 Patog. Subs. M.liq. Incremento del inóculo Repicado y cultivo de Fom en PDA Repicado y cultivo de Fom en PDA Repicado y cultivo de Fom en CPD Repicado y cultivo de Fom en CPD Filtrado de la suspensión líquida del hongo Cuantificación de la densidad del inóculo Ajuste de la concentración del inóculo

30 Índice Repicado y cultivo de Fom en PDA Explante de Fom raza 1.2 (raza más frecuente en Ciudad Real), aislado CR-6801 Explante de Fom raza 1.2 (raza más frecuente en Ciudad Real), aislado CR-6801 Fuente: Soriano Martín, M. L., et al Placas de petri con PDA Incubación en estufa (25-27 ºC) durante 10 días Incubación en estufa (25-27 ºC) durante 10 días Conservación en frigorífico Repicado en medio líquido (CPD) Conservación en frigorífico Repicado en medio líquido (CPD)

31 Índice Repicado y cultivo de Fom en CPD 5 explantes de Fom raza 1.2 (raza más frecuente en Ciudad Real), aislado CR explantes de Fom raza 1.2 (raza más frecuente en Ciudad Real), aislado CR-6801 Fuente: Soriano Martín, M. L., et al Matraces con 150 ml de CPD Incubación en cámara de ambiente controlado (16h/día de fotoperíodo, 27 ± 3 ºC, 70 ± 20% HR) durante 6 días Incubación en cámara de ambiente controlado (16h/día de fotoperíodo, 27 ± 3 ºC, 70 ± 20% HR) durante 6 días Agitador orbital (120 rpm) Agitador orbital (120 rpm)

32 Índice Filtrado de la suspensión líquida del hongo Transcurridos 6 días de incubación en CPD Transcurridos 6 días de incubación en CPD Filtrado a través de dos gasas estériles Filtrado a través de dos gasas estériles

33 Índice Cuantificación de la densidad del inóculo Dilución a la décima parte de la suspensión filtrada Dilución a la décima parte de la suspensión filtrada Conteo de conidias mediante un hematocitómetro colocado en un microscopio Conteo de conidias mediante un hematocitómetro colocado en un microscopio C = Conidias / ml

34 Índice Ajuste de la concentración del inóculo Adición del volumen resultante de agua destilada estéril Adición del volumen resultante de agua destilada estéril V C = V C (V: volumen, C: concentrac.) V C = V C (V: volumen, C: concentrac.) Concentración deseada: conidias/ml Concentración deseada: conidias/ml

35 Tratamiento térmico con microondas Patog. M.liq. 10 ml de inóculo (510 6 conidias/ml) por tubo 10 ml de inóculo (510 6 conidias/ml) por tubo 6 tubos de ensayo Colocados equidistantes en el interior del prototipo Colocados equidistantes en el interior del prototipo

36 Viabilidad del inóculo Índice Método de las diluciones En cada uno de los viales se diluye el inóculo diez veces En cada uno de los viales se diluye el inóculo diez veces

37 Viabilidad del inóculo Cultivo de las diluciones Diluciones y de cada tubo Diluciones y de cada tubo 100 μl Placas de petri con Agar-Jugo V6 Placas de petri con Agar-Jugo V6 Incubación en oscuridad a ºC Incubación en oscuridad a ºC Índice

38 Subst. M.liq. Viabilidad del inóculo Conteo de UFC 3 er y 6º día de incubación Incontable si UFC > 300 Viabilidad expresada en UFC/ml ó UFC/gr 3 er y 6º día de incubación Incontable si UFC > 300 Viabilidad expresada en UFC/ml ó UFC/gr

39 Índice Número medio de Unidades Formadoras de Colonias por mililitro (UFC/ml) que se han desarrollado después de irradiar con microondas 10 ml de suspensiones acuosas (6 tubos de 10 ml cada uno) de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 (de concentración 5×10 6 conidias/ml) durante distintos tiempos (niveles de energía). Tiempo (energía) Media de UFC/ml (1) Dilución Dilución seg (0 jul)Inc. (2) 126, a 5 seg (5879,6 jul)Inc. 111, a 10 seg (11759,3 jul) 493, a6, b 15 seg (17638,9 jul) 33, b 0,00 20 seg (23518,5 jul) 30, b 0,00 25 seg (29398,1 jul) 1, b 0,00 30 seg (35277,8 jul)0,00 (1) Valores en columnas seguidos de letras diferentes indican diferencias significativas al nivel 95% (p 0,05). (2) inc. = número incontable de UFC (más de 300 colonias). Resultados

40 Incremento del inóculo Infestación del substrato y tratamiento térmico con microondas Infestación del substrato y tratamiento térmico con microondas Viabilidad del inóculo Resultados Índice Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en un substrato artificialmente infestado Influencia del tratamiento con microondas sobre la viabilidad de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en un substrato artificialmente infestado

41 Infestación del substrato y tratamiento térmico con microondas Infestación del substrato y tratamiento térmico con microondas Infestación de 10 alvéolos con 3 ml de inóculo Infestación de 10 alvéolos con 3 ml de inóculo Llenado de las bandejas con substrato estéril Llenado de las bandejas con substrato estéril Los alvéolos siempre son los mismos Los alvéolos siempre son los mismos Colocación centrada de la bandeja en el interior del prototipo Colocación centrada de la bandeja en el interior del prototipo Irradiación Índice

42 Viabilidad del inóculo Método de las diluciones En los tubos de ensayo y cada uno de los viales se diluye el inóculo diez veces En los tubos de ensayo y cada uno de los viales se diluye el inóculo diez veces Cultivo de las diluciones Conteo de UFC

43 Índice Número medio de Unidades Formadoras de Colonias por gramo de substrato (UFC/g) que se han desarrollado después de irradiar, con diferentes cantidades de energía, substrato infestado con 3 ml de suspensión de conidias de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 de concentración 5×10 6 conidias/ml. Tiempo (energía) UFC/g (1) (2) Dilución Dilución seg (0 jul)Inc. (3) 6, a 20 seg (23518,5 jul)Inc. 6, ab 40 seg (47037,0 jul)Inc. 4, ab 60 seg (70555,6 jul)Inc. 4, b 80 seg (94074,1 jul) 64, a0, c 100 seg (117592,6 jul) 39, a0, c 120 seg (141111,1 jul)0,00 (1) Cada valor es la media de diez repeticiones. (2) Valores en columnas seguidos de letras diferentes indican diferencias significativas al nivel 95% (p 0,05). (3) inc. = número incontable de UFC (más de 300 colonias). Resultados

44 Incremento del inóculo Tratamiento térmico con microondas Inoculación de plántulas Preparación de las macetas para las plántulas Germinación de las semillas Siembra de las semillas Evaluación de la incidencia y severidad de la enfermedad Resultados Índice Influencia del tratamiento con microondas sobre patogenicidad de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en plántulas de melón Amarillo Canario Influencia del tratamiento con microondas sobre patogenicidad de Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 en plántulas de melón Amarillo Canario

45 Índice Preparación de las macetas para las plántulas

46 Índice Germinación de las semillas de melón Amarillo Canario Se ha utilizado melón Amarillo Canario por ser sensible a las cuatro razas de Fom (0, 1, 2 y 1.2) Se ha utilizado melón Amarillo Canario por ser sensible a las cuatro razas de Fom (0, 1, 2 y 1.2) Se mantienen en la cámara de ambiente controlado durante 5 días Se mantienen en la cámara de ambiente controlado durante 5 días

47 Índice Siembra de las semillas En vasos con substrato estéril 50 vasos por bandeja Riego cada 48 horas 13 días en cámara de ambiente controlado 1ª hoja verdadera

48 Índice Inoculación de plántulas 40 plántulas por tratamiento del inóculo (4 repeticiones) 40 plántulas testigo (inóculo sin tratar) 40 plántulas sin inocular (agua destilada estéril) 40 plántulas por tratamiento del inóculo (4 repeticiones) 40 plántulas testigo (inóculo sin tratar) 40 plántulas sin inocular (agua destilada estéril) Se mantienen las raíces sumergidas en el inóculo durante 2 minutos Se mantienen las raíces sumergidas en el inóculo durante 2 minutos En la cámara de ambiente controlado durante 22 días Riego cada 48 horas En la cámara de ambiente controlado durante 22 días Riego cada 48 horas

49 Índice Evaluación de la incidencia y severidad de la enfermedad Cada 48 horas se evalúan los síntomas de severidad de Fusariosis Índice de severidad (%) Curvas de progreso de la enfermedad Curvas de progreso de la enfermedad

50 Índice Curvas de progreso de la Fusariosis Vascular en plántulas de melón Amarillo Canario inoculadas con Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 irradiado con microondas durante distintos tiempos (niveles de energía). Resultados

51 Índice Media del Área Bajo la Curva de Progreso de la Enfermedad (ABCPE) Fusariosis Vascular en plántulas de melón Amarillo Canario, inoculadas con Fusarium oxysporum f. sp. melonis raza 1.2 irradiado con microondas durante distintos tiempos (niveles de energía). Tiempo de exposición a las microondas y energía aplicada ABCPE (unidades 2 ) (1) (2) 0 seg (0 jul)1465,00 a 5 seg (5879,6 jul)1426,25 a 10 seg (11759,3 jul)1261,25 b 15 seg (17638,9 jul)262,50 c 20 seg (23518,5 jul)77,50 d 25 seg (29398,1 jul)15,63 d 30 seg (35277,8 jul)0,00 Testigo (control -)0,00 (1) Cada valor es la media de 4 repeticiones. (2) Valores en columnas seguidos de letras diferentes indican diferencias significativas al nivel 95% (p 0,05). Resultados

52 Índice VI.- Conclusiones

53 Índice Conclusiones El prototipo de horno microondas desarrolla, a pleno rendimiento, una potencia calorífica real que es un 45,1% superior a la producida por un microondas comercial. Las UFC se reducen, y por ello la viabilidad del inóculo, a medida que aumenta la energía que se aplica a éste. Se ha conseguido la erradicación del patógeno, tanto en suspensiones acuosas como en substrato al alcanzar las energías de ,8 y ,1 julios respectivamente. Determinándose que cuando se aplican 63,18 julios/gramo de substrato se erradica el patógeno. Cuanto mayor es la energía aplicada mayor es el retraso en la aparición de la enfermedad y mayor es la disminución de los índices de severidad. Este sistema de microondas resulta una técnica carente de riesgos y capaz de incorporarse en la cadena de siembra automática de plántulas de melón para erradicar eficazmente el patógeno en las bandejas de propagación antes de su siembra. Se deduce la posibilidad de aplicar este mismo sistema a todo un conjunto de cultivos producidos industrialmente por el mismo método y que son atacados por patógenos sensibles a la radiación microondas.

54 Artículos publicados Soriano Martín, M. L., Porras Piedra, A., Perez Bencecry, C., Martín Sánchez, O., Porras Soriano, A. y Martín Sánchez, D., Eliminación con microondas de la Fusariosis del melón durante la propagación comercial de plántulas, revista Phytoma-España. Soriano Martín, M. L., Porras Piedra, A., Martín Sánchez, O., Porras Soriano, A., Martín Sánchez, D. y Aragón, L. N., Aplicación de microondas para la erradicación de la Fusariosis del melón, revista Agricultura. Trabajo pendiente de publicación Actualmente, se encuentra pendiente de publicación un trabajo que ha sido enviado a la revista Spanish Journal of Agricultural Research

55 Gracias por su atención


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