Control Biológico de Enfermedades de Plantas Programa de Desarrollo de las Ciencias Básicas (PEDECIBA) Área Química Montevideo, 17 al 28 de febrero de 2003

Objetivos: Transmitir conocimientos teóricos y prácticos necesarios para desarrollar estrategias de Control Biológico de enfermedades de plantas.

Objetivos cont. Ubicar al CB como una herramienta para el manejo de las enfermedades de plantas. Concepto de enfermedad Ciclo de la enfermedad Diferentes tipos de enfermedades Diferentes tipos de control Evolución del concepto de control.

Objetivos cont.. Definiciones de Control Biológico. Concepto de CB Evolución Histórica Sustancias de origen natural Microorganismos antagonistas.

Objetivos cont... Estrategias de aislamiento y selección de Agentes de Control Biológico (ACB). ¿De dónde aislar antagonistas? ¿Cómo seleccionar los ACB?

Objetivos cont…. Discutir diferentes estrategias para potenciar la acción de los ACB. Integración con otros métodos de control. Combinación de antagonistas. Producción y aplicación de ACB.

Metodología: Clases teóricas. Clases prácticas Lunes, miércoles y viernes Horario: 8:30 a 12:00. Lugar: Salón Rojo de la Facultad de Química Clases prácticas Martes y jueves. Horario. 17:00 a 20:00 Lugar: Salón de prácticos de Microbiología.

Programa: Lunes 17 de febrero Presentación del curso y de los participantes. Las enfermedades de las plantas, su importancia y control a) Definiciones de enfermedad. b) Ciclo de la enfermedad. Etapas de la patogénesis. Enfermedades monocíclicas y policíclicas. c) Control de enfermedades de plantas. Tipos de Control y diferentes estrategias. Evolución del concepto de Control. d) Problemática del Control Químico.

Programa: Miércoles 19 de febrero - Control biológico. a) Definiciones. Evolución histórica del Control Biológico. Características. b) Sustancias de origen natural utilizadas en el control de patógenos. c) Microorganismos antagonistas. Hongos, bacterias y virus como agentes de Control Biológico. d) Mecanismos de acción. Mecanismos directos e indirectos. Antibiosis, Hiperparasitismo, Predación, Competencia, Inducción de resistencia. Ejemplos.

Programa: Viernes 21 de febrero - Obtención de agentes de Control Biológico. a) Aislamiento de antagonistas. b) Selección de los antagonistas. - Identificación, caracterización y mejoramiento de ACB a) Importancia de la correcta identificación y caracterización de los ACB. b) Identificación por técnicas de taxonomía clásica c) Técnicas moleculares de identificación y caracterización. d) Posibilidades e importancia de seguir la evolución de los ACB sobre la planta o en el suelo. e) Mejoramiento de cepas antagonistas.

Programa: Lunes 24 de febrero - Métodos para potenciar la acción de los ACB. a) Mezclas de antagonistas. Criterios para combinar ACB. (complementariedad en el uso de nutrientes, complementariedad en los mecanismos de acción). b) Integración con otros métodos de control. c) Uso de aditivos para potenciar la acción de los ACB. - Producción y aplicación de ACB. a) Producción masiva de antagonistas. b) Formas de aplicación.

Programa: Miercoles 26 de febrero Requerimientos para registro e importación de Productos Biológicos en Uruguay. (Ing. Agr. María Inés Ares, SPA, MGAP). - Casos particulares: a) Control biológico de enfermedades de suelo b) Control biológico en postcosecha

Programa: Viernes 28 de febrero - El control Biológico en el Uruguay. - Ejemplos de estudios en nuestro país http://www.pv.fagro.edu.uy/fitopato/Curso_CB/Index.html

Las enfermedades de Plantas: Su importancia y manejo

Objetivos El Control Biológico es una herramienta a utilizar en el manejo de las enfermedades de las plantas. Transmitir los conceptos básicos indispensables para comprender como se desarrolla el ciclo de una enfermedad y como ocurre una epidemia. Razonar estrategias de manejo.

Definiciónes de enfermedad: I Enfermedad de plantas es definida como cambios anormales en los procesos fisiológicos de las plantas, o disturbios en la actividad normal de sus órganos. (Kuhn 1858) ¿Cuál está enferma?

Definiciónes de enfermedad: II Cualquier desvío de un crecimiento normal suficientemente pronunciado y permanante para producir síntomas visibles o para afectar la calidad y el valor económico de la especie vegetal en cuestión. Horsfall y Cowling ¿Están enfermas?

Definiciónes de enfermedad: III Definimos enfermedad como el Proceso de interacción entre el huésped y el patógeno en un ambiente determinado Es un proceso dinámico que transcurre y evoluciona con el tiempo. El Hombre puede actuar sobre cada uno de los componentes de la enfermedad.

Tetraedro de la enfermedad Hombre Planta Patógeno Ambiente

Agentes causales de enfermedad Agentes abióticos Condiciones adversas del ambiente Agentes bióticos Hongos Bacterias Virus Nematodos Insectos

Ciclo de la enfermedad El desarrollo de las enfermedades bióticas se caracteriza por la ocurrencia de una serie de eventos sucesivos y ordenados. Estos eventos son: - La Sobrevivencia del patógeno. - Su diseminación. - La Infección. - La colonización de los tejidos. - La reproducción

Esquema del Ciclo de la enfermedad Diseminación Infección Colonzación Ciclo secundario Reproducción Sobrevivencia Planta enferma Ciclo Primario

Sobrevivencia Los patógenos de plantas han desarrollado diferentes capacidades de sobrevir en ausencia del huesped. Producción de estructuras de resistencia en hongos. Esclerotos Clamidosporas Micelio, cuerpos fructiferos o esporas. Capacidad saprofítica (hongos y bacterias) Desarrollo en huéspedes alternativos (parásitos obligados)

Estructuras de sobrevivencia Esclerotos de Sclerotinia sclerotiorum permanecen en el suelo por varios años

Estructuras de sobrevivencia I Esclerotos de Rhizoctonia solani permanecen en el suelo o adheridos a los tubérculos de papa.

Sobrevivencia II El micelio de los Oidios permanece entre las escamas de las yemas durante el invierno

Sobrevivencia III El hongo causante de la sarna del manzano puede sobrevivir hasta la primavera saprofíticamente en las hojas caídas en el suelo.

Sobrevivencia IV El virus del mosaico que afecta al tomate sobrevive en huespedes alternativos.

Sobrevivencia V Plasmopara viticola el hongo causante del Mildiu de la Vid pasa el invierno en las hojas caídas en el suelo como Oospora (espora de reproducción sexual)

Diseminación La diseminación es la responsable del incremento de la enfermedad en un cultivo. Incluye 3 subprocesos: Liberación del inóculo dispersión deposición.

Liberación del inóculo La liberación de inóculo puede ser: - Activa - Pasiva

Diseminación del inóculo Aire Agua Semilla, Propágulos (plantínes) Sustrato o suelo Insectos Maquinaria, Herramientas Ropa y botas

Diseminación del inóculo I - Aire

Diseminación del inóculo II - Agua

Diseminación del inóculo II Agua - Lluvias - Riego

Diseminación del inóculo III - Hombre

Diseminación del inóculo IV - Insectos

Infección Una vez que el inóculo toma contacto con la planta comienza el proceso de infección. La penetración a la planta puede ser : activa pasiva

Infección I DIRECTA A TRAVÉS DE LA SUPERFICIE (hongos y nemátodos) ABERTURAS NATURALES Estomas, hidátodos, lenticelas. (hongos y bacterias) HERIDAS: (bacterias, hongos, virus (vectores) ÓRGANOS ESPECIALES: estigma, nectarios y anteras

Infección II

Colonización Una vez que el patógeno penetra a la planta se produce la colonización de los tejidos. Intercelular intracelular Existe un período de incubación Aparición de los síntomas. Producción de nuevo inóculo sobre los síntomas (reproducción)

Reproducción En general los patógenos producen hacia el exterior de la planta sus propágulos para facilitar su diseminación.

Ciclo de la enfermedad ej.1

Ciclo de la enfermedad ej. 2

Desarrollo de la enfermedad en el cultivo En la práctica agrícola no se enfrenta una sola planta a un sólo organismo patógeno. Los cultivos son poblaciones de plantas. Se enfrentan a poblaciones de patógenos.

Epidemiología El estudio de las enfermedades en las poblaciones de plantas (cultivos) se denomina epidemiología. se refiere al cambio en la intensidad de la enfermedad causada por una población de patógenos en una población de plantas, en el tiempo y/o en el espacio

Epidemiología I Es necesario conocer como se desarrolla la epidemia para de esa manera poder establecer la mejor estrategia de control.

Ejemplo de avance de una enfermedad Caso 1 Cantidad de plantas infectadas Días

Ejemplo de avance de una enfermedad Caso 2 Cantidad de pústulas Días

Modelo monomolecular Cantidad de enfer- medad Tiempo

Modelo logístico Cantidad de enfer- medad Curva: sigmoide Tiempo

¿Por qué un sólo ciclo del patógeno? ciclo de infección largo poca dispersión ambiente propicio por poco tiempo huésped susceptible por corto período

Variables que se pueden manejar inóculo inicial xo o Yo rotación de cultivos solarización semilla sana tasa de desarrollo r fungicidas al cultivo eliminación de plantas durante el cultivo tiempo t cv de ciclo corto época de siembra

Variables que se pueden manejar Enfermedades monocíclicas En las enfermedades monocíclicas la cantidad de enfermedad es directamente proporcional a la cantidad de inóculo inicial (Xo) Enf. Enf. Xo Xo t t

Variables que se pueden manejar Enfermedades Policíclicas En las enfermedades policíclicas la cantidad de enfermedad depende mayormente de la tasa de desarrollo “r” que del inóculo inicial t Enf. Xo 1/2Xo y

Manejo de las enfermedades de plantas Existen diferentes tipos de control de las enfermedades de plantas: Control cultural Control genético Control químico Control Biológico

Control cultural Consiste en el uso de prácticas culturales en el manejo del cultivo con el objetivo de disminuir el desarrollo de las enfermedades. Representa el método más antiguo y práctico del manejo de las mismas y aún ofrece un inmenso potencial para el futuro.

Prácticas culturales Elección del sitio Rotación de cultivos Incorporación de materia orgánica Inundación Solarización Laboreo profundo Canteros elevados (Barbecho, quemado, mulching, terrazas)

Prácticas culturales Densidad y espaciamiento Profundidad de siembra Epoca de siembra Uso y producción de semilla sana Erradicación de huéspedes alternativos Eliminación de restos de cultivos Raleo Eliminación de partes o toda la planta enferma Saneamiento - higiene (cosecha)

Prácticas culturales y el triángulo de la enfermedad Época de siembra Densidad de siembra Raleo Ambiente Huésped Fertilización Conduccion y poda Rotaciones Eliminar plantas enfermas Solarización. Patógeno

Prácticas culturales y los parámetros epidemiológicos rotación de cultivos solarización laboreo profundo inóculo inicial tasa de desarrollo de la enfermedad densidad de siembra fertilización raleo variedades precoces época de siembra tiempo

Control genético Las plantas poseen mecanismos de defensa ante los patógenos. Estos mecanismos son gobernados genéticamente. El uso de variedades resistentes cuando las hay es una de las herramientas de mayor impacto en el manejo de las enfermedades.

Control genético y el triángulo de la enfermedad. Cuando usamos variedades resistentes como medida de manejo estamos actuando sobre el huésped.

Control genético y los parámetros epidemiológicos. Existen 2 tipos de resistencia genética: Resistencia vertical o cualitativa. En general gobernada por uno o pocos genes de efecto mayor y específica para determinadas razas del patógeno. Se dice que esta resistencia afecta al inóculo inicial (Xo) Resistencia Horizontal o cuantitativa. En general gobernada por muchos genes de efecto menor. No es absoluta y es general. Se dice que esta resistencia afecta la tasa de desarrollo de la enfermedad (r)

Control químico. Se refiere al uso de sustancias químicas aplicadas a las plantas cultivadas para matar hongos parásitos o prevenir el desarrollo de enfermedades fungosas. Así toda sustancia que sea letal, que inhiba la germinación de esporas, inhiba el crecimiento micelial, o inhiba la reproducción o esporulación se considera fungicida.

Control químico y el ciclo de la enfermedad. Eliminar inóculo (suelo, plantines, equipos) Proteger a la planta (pre-infección) Curar (aplicaciones pos-infección) Impedir la formación de nuevo inóculo (antiesorulantes)

Control químico y epidemiología Afectar el inóculo inicial (Xo) Afectar la tasa de desarrollo de la enfermedad “r” mediante aplicaciones preventivas.

Control químico : Situación Durante muchos años la aplicación de fungicidas primó sobre el resto de las medidas de control. Algunas de las razones para esto fueron: Alta efectividad en el control de los patógenos (en diferentes cultivos y localidades) Facilidad de aplicación bajos costos.

Control químico : Problemas Con el correr del tiempo comenzaron a conocerse los efectos secundarios de la aplicación de plaguicidas en los cultivos. Efectos a la salud de aplicadores y consumidores. Contaminación del ambiente (suelo, aguas, atmósfera) Efectos sobre otros seres vivos. (abejas, lombrices, pájaros, peces, enemigos naturales de insectos, etc)

Evolución del Control de enfermedades de plantas Aplicación indiscriminada de plaguicidas. Cuando ocurren condiciones favorables. En función de umbrales de daño. Manejo Integrado de Enfermedades. Producción Integrada = Buenas Prácticas Agrícolas.

Situación actual Existe una mayor conciencia por parte de consumidores y aplicadores acerca de los efectos secundarios negativos del uso de plaguicidas. Como consecuencia, el uso de plaguicidas comienza a ser fuertemente regulado.

Situación actual Se elimina o prohibe el uso de diferentes productos. Ej. Bromuro de metilo, Benomil, etc. Se limita el uso de otros. Dithiocarbamatos se extiende a 77 días el tiempo de espera. Captan 4 días de Intervalo de Reentrada Restringida.

Situación actual Los Programas de PI o BPA diferencian sus productos en el mercado basados en la reducción del uso de plaguicidas. Nuestra oportunidad como país es la de diferenciarnos por nuestros productos naturales. Para lograr esto recurren a la integración del Control químico con otros métodos de control: C. Cultural, C. Genético, Control Biológico

Manejo integrado Control químico Control biológico Metodos físicos o mecánicos. Prácticas culturales

En la naturaleza lo normal es que las plantas estén sanas. Aunque las plantas se encuentran en contacto con infinidad de microorganismos, sólo una mínima proporción son patógenos. Continuará…..