Complejo Acaro Hongo Bacteria Nuevo Reto Para Arroceros Centroamericanos

FTG/RF-0512-RG/FTG-311-05INFORME TECNICO

CIAT. Colombia.Junio, 2010

Contenido del Informe Técnico

1.Objetivos General2.Miembros del Consorcio3. Logros, Avances y

Conclusiones por objetivo específico

4.Nuevas oportunidades de investigación

MIEMBROS DEL CONSORCIO

(Panamá, Nicaragua, Costa Rica y Colombia)

Ejecutor Principal:

• INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA DE PANAMÁ (IDIAP). Dr. Ismael Camargo B.

Co-ejecutores Principales:– INSTITUTO NICARAGÜENSE DE TECNOLOGÍA AGROPECUARIA (INTA).

Ing. Javier Berríos– SEMILLAS DEL NUEVO MILENIO, S.A. (SENUMISA).

Ing. Norman Oviedo – CORPORACIÓN ARROCERA NACIONAL (CONARROZ).

Dr. Willy Navarro– CENTRO INTERNACIONAL DE AGRICULTURA TROPICAL (CIAT).

M.Sc. Gustavo Prado

Que es Complejo ácaro-hongo-bacteria?

Ácaro : Steneotarsonemus spinki

Hongo: Sarocladium oryzae

Bacteria : Burkholderia glumae

Complejo ácaro-hongoPérdidas en la Región de 40 a 60%

B. Glumae 68 a 75% de incidencia en Caribe Húmedo

Objetivo general

Desarrollar tecnologías para el control del complejo de plagas ácaro-hongo-bacteria, presente en Centro América causado por Steneotarsonemus spinki + Sarocladium oryzae + Burkholderia glumae, para contribuir a la producción sostenible del arroz, mediante el incremento de los rendimientos y la calidad del grano, la reducción de los costos, la desaceleración de la degradación ambiental, causada por el excesivo uso de plaguicidas, y a su vez favoreciendo la rentabilidad y competitividad del cultivo.

Objetivo Específico 1

Diagnosticar la situación del Complejo ácaro-hongo-bacteria (CAHB) en las principales zonas arroceras de los países miembros del consorcio.

M (A+) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 M

Diagnóstico sobre la presencia del CAHB en las zonas arroceras de los países del consorcio.

Se logró identificar plenamente al ácaro Steneotarsonemus

spinki.

Se detectó el ácaro S. spinki en todas las zonas

productoras de arroz de Panamá, Nicaragua y

Costa Rica.

Identificación y Diagnostico de B. glumae en Nicaragua, Costa Rica, Panamá y Colombia.

• Se identificó a Burkholderia glumae por medios convencionales y moleculares en Colombia, Costa Rica y Panamá.

• Estandarización de pruebas convencionales y moleculares para diagnóstico de B. glumae.

• En Nicaragua se han observados los síntomas típicos en campo.

M (A+) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 M

M (A+) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 M

Cebadores Gl-13F y Gl-14R. La designación (A+) Control positivo de B. glumae de semilla Los números indican los códigos asignados a las muestras de semilla de arroz y las líneas marcadas con (M) corresponde al marcador de peso molecular 1 KB DNA Ladder Promega.

Identificación de Burkholderia glumae mediante PCR.

-400pb

Detección preliminar de Burkholderia glumae en semillas de arroz aparentemente sanas

Detección preliminar de B. glumae en semillas de arroz aparentemente sanas.

• Se confirmó que en semillas asintomáticas contienen sistémicamente la bacteria

Limite inferior de sensibilidad de PCR para la detección de Burkholderia glumae

M 10 6 105 104 103 102 101 100 (C+) ( C-1) ( C-2) M

282 pb

Objetivo 1: Conclusiones

• Se pudo verificar la presencia del ácaro Steneotarsonemus spinki, en todas las zonas productoras de arroz de los países miembros del consorcio.

• Dentro el complejo bacterial que ataca al arroz, se pudo identificar la bacteria patogénica B. glumae.

• Se logró el diagnóstico de la bacteria B. glumae por medios convencionales y con herramientas moleculares que permiten la detección eficaz y precisa de esta bacteria en semillas.

Objetivo Específico 2:

Evaluar, identificar y liberar nuevas variedades promisorias y comerciales de arroz con tolerancia a las principales plagas y enfermedades, incluyendo el Complejo ácaro-hongo-bacteria, que adicionalmente tenga un mayor potencial de rendimiento y excelente calidad molinera y culinaria

Cruzamientos convencionales con progenitores tolerantes al ácaro Steneotarsonemus spinki, para la

obtención de plantas F1.

• Se cruzaron progenitores tolerantes a S. spinki con variedades comerciales de los

países del consorcio.

• Se cuenta con 375 progenies segregantes de 15 cruzamientos .

Respuesta de variedades de arroz (Oryza sativa l.) a las poblaciones de Steneotarsonemus spinki (Acari:

Tarsonemidae)

• Las variedades Idiap 145-05, Idiap 54-05, Idiap 52-05 presentaron curvas similares a la variedad Idiap 38, considerada como tolerante a esta plaga.

y = 0.234x2 - 38.349x + 1589.6R2 = 0.7836

y = 0.9766x2 - 142.23x + 5212.6R2 = 0.7727

0

50

100

150

200

250

300

350

60 65 70 75 80 85 90 95

Edad de la Planta

Pro

med

io d

e ác

aro

s

L7

V38

y = 0.5394x2 - 85.945x + 3447.4R2 = 0.8948

y = 0.1757x2 - 29.539x + 1268.5R2 = 0.6392

y = 0.2854x2 - 45.815x + 1866.4R2 = 0.8657

y = 0.0731x2 - 13.25x + 636.1R2 = 0.7797

y = 0.2812x2 - 45.352x + 1845.7R2 = 0.9167

0

50

100

150

200

250

60 65 70 75 80 85 90 95

Edad de la planta

I 5405

I 14505

Vioal

5205

I38

Evaluación de cultivares de arroz (Oryza sativa l.) en presencia del ácaro Steneotarsonemus spinki, en diferentes localidades

de Panamá.

• De acuerdo al comportamiento susceptible de IDIAP L-7, podemos indicar que IDIAP 22, IDIAP 25-03, se pueden considerar susceptibles.

• Mientras IDIAP 54-05, 145-05, 30-03, 52-05, Viodal e IDIAP 38, son considerados tolerantes.

Idiap 3003 = 3.2381x2 - 22.895x + 75.2R² = 0.2556

Idiap L7 = 44.476x2 - 229.46x + 332.47R² = 0.8085

Idiap 22 = 17.857x2 - 131.28x + 307.93R² = 0.6899

Idiap 2503 = 11.476x2 - 85.19x + 283.93R² = 0.3037

0

50

100

150

200

250

300

350

62 69 77 83 89

Ácar

os p

rom

edio

s

Edad de la planta (ddg)

Idiap 5405 = 8.8095x2 - 72.657x + 180.33R² = 0.6346

Idiap 14505 = 13.286x2 - 97.914x + 204R² = 0.6362

Idiap 38 = 10.429x2 - 82.905x + 183.13R² = 0.7726

Idiap 5205 = -0.5714x2 - 13.171x + 103.53R² = 0.8683

Vioal = 19.024x2 - 146.31x + 310.4R² = 0.6428

0

50

100

150

200

250

62 69 76 83 89

Ácar

os pr

omed

ios

Edad de la planta (ddg)

Determinación de hospots y métodos adecuados de screening para evaluar y seleccionar plantas

tolerantes al CAHB.

En Panamá: Alanje, Chiriquí, Barú, Sur de Soná y Calabacito. En Colombia: Montería y La Doctrina. Costa Rica: Brunca y Chorotega Nicaragua: Posoltega.

Actividades convencionales de mejoramiento genético

• Evaluación de viveros de observación.Manchado de grano (CIAT)Tolerantes a B. glumae (CIAT)VIOFLARES (FLAR)

• Ensayos uniformes de rendimiento, reacción a plagas y enfermedades y calidad de grano

• Ensayos regionales

Productos relevantes

• El IDIAP Panamá: liberó, en el periodo tres variedades que en el 2008 cubrían el 36% de la superficie sembrada. Además hay tres líneas para registro y liberación en el 2011.

• En el INTA Nicaragua: se identificaron tres líneas promisorias para registro en el 2011.

• SENUMISA Costa Rica: registró tres variedades a nivel comercial y tienen tres en proceso de registro para el 2011.

Objetivo 2. Conclusiones

• Se hicieron cruzamientos entre variedades comerciales de la región y progenitores tolerantes provenientes de TAIWAN.

• Propuesta metodología para evaluar tolerancia en campo del S. spinki.

• Se identificó germoplasma tolerante a manchado del grano y a B. glumae??

• Se liberaron con éxito 3 variedades en Panamá y 3 en Costa Rica .

• 9 líneas avanzadas en proceso de registro para 2011. 3 en Nicaragua, 3 en Costa Rica y 3 en Panamá.

Objetivo Específico 3

Establecer las épocas de siembra, las demandas nutricionales del cultivo del arroz sobre la base de los diferentes sistemas de producción y determinar el efecto de éstos sobre el desarrollo de plagas y enfermedades, incluyendo el complejo ácaro-hongo-bacteria.

Dinámica poblacional del ácaro Steneotarsonemus spinki.

• Se realizó la dinámica poblacional en Panamá, Nicaragua y Costa Rica, considerando épocas de siembras y fenología de la planta.

Rendimiento en grano t /ha, por variedad. Cantidad de ácaros según edad y etapa del cultivo.

Determinación de las épocas de siembra apropiadas para la siembra de arroz en las diferentes zonas arroceras de

Nicaragua, Costa Rica, Panamá.

• Se determinó que la época seca con riego es la más apropiada para sembrar arroz en las regiones arroceras de Nicaragua, Costa Rica y Panamá.

Uso del cepillo mecánico para el conteo de poblaciones de Steneotarsonemus spinki Smiley (Acari: Tarsonemidae)

• La ausencia de diferencia estadística entre la media poblacional de S. spinki en el método de conteo directo con respecto al cepillo mecánico, indica que ambos métodos son igualmente confiables para estimar las poblaciones del fitófago.

Conteo directo a la vaina (Manual) Conteo en plato petri. (Mecánico)

Identificación de la época crítica del ácaro Steneotarsonemus spinki, en la panícula del arroz.

• Se determinó que esta época crítica ocurre a la emergencia de la panícula.

Identificación de Depredadores de S. spinki

Tyrophagus putrescentiae (Schrank)Presenta bajo potencial, en su manipulación para la reproducción masiva puede afecta la salud humana.

Stenchaetotrhips biformis (Bagnall)Consume S.spinki pero causa daños al cultivo de arroz.

Familia Phytoseiidae; género Proprioseiopsis spNo causa daño al cultivo del arroz y a la salud humana. S e puede recomendar su utilización en el control de S.spinki.

Determinación de ácaros depredadores en Nicaragua, Costa Rica y Panamá.

• Se identificaron los géneros Neoseiulus, Propioseiopsis,

Pseudoparasitus y Hypoaspis, como depredadores de S. spinki.

Pseudoparasitus sp.

Hypoaspis sp.

Prueba de eficacia de productos químicos y biológicos sobre el control del acaro Steneotarsonemus spinki en

el cultivo del arroz.

• En el INTA Nicaragua, identificaron 4 productos químicos con nivel aceptable de control.

• CONARROZ-SENUMISA, en Costa Rica, identificaron 2 moléculas químicas con control aceptable.

• El IDIAP Panamá, También recomienda la alternancia de 2 productos químicos para el control del ácaro S. spinki.

Eficacia biológica de diferentes productos comerciales en el control de la bacteria Burkholderia glumae.

Se identificó que apenas un producto que controla la B. glumae en los bio ensayos.

Efectividad de productos químicos para el control bacterial del arroz

Diagnóstico de malezas hospederas naturales o refugio del Steneotarsonemus spinki asociadas al cultivo de arroz.

• No se encontró evidencia de que las malezas sean hospederas naturales o refugio del ácaro S. spinki.

Estimación de pérdidas causadas por diferentes niveles poblacionales de Steneotarsonemus spinki.

• En secano se estimaron pérdidas

de 74.19%, en el rendimiento de

grano

• En riego se estimaron pérdidas

de 23.46%, en el rendimiento de

grano.

Efecto de diferentes densidades de plantas y niveles de nitrógeno sobre el complejo acaro hongo bacteria (CAHB) en el

cultivo del arroz. 2008.

• No hay diferencias estadística para el rendimiento con densidades entre 177 y 511 plantas/m2. No hay respuesta después de 130 kg/ha de nitrógeno. IDIAP

• 160 kg/ha incrementó poblaciones de ácaro. 80 kg/ha fue lo óptimo. INTA

Objetivo 3. Conclusiones• Los estudios de la dinámica poblacional del ácaro S. spinki, mejoró el nivel de

conocimiento sobre esta plaga, que permitió desarrollar estrategias de manejo integrado y control químico racional.

• Se determinó que las pérdidas que ocasionan el S. spinki, fluctúan entre 74% en siembras en secano y 24% en riego.

• Se definieron que las épocas secas y con riego como las más apropiadas para la siembra en las diferentes regiones productoras.

• Se determinaron las densidades y niveles de nitrógeno más apropiadas para cultivar el arroz procurando minimizar los efectos del CAHB y de otros factores bióticos.

• La identificación de la bacteria B. glumae , en la región (PCR y conv) representó una innovación tecnológica, que permitió efectuar estudios tendientes a controlar sus efectos negativos en el cultivo.

• La identificación de 5 especies depredadoras del ácaro S. spinki, es otra innovación, que puede explicar porque las poblaciones de S. spinki, están bajas en los campos de producción.

• La época más apropiada para el control químico de S. spinki y B. glumae, es durante la fase del máximo embuchamiento.

•

Objetivo Específico 4

Generar, adaptar y validar agrotecnologías, que sean eficientes y efectivas en el Manejo Integrado del Cultivo del Arroz en los países miembros del consorcio.

Estudio de alternativas de manejo de la semilla para el control de bacterias que atacan el cultivo del arroz

mediante calor seco y solarización.

• La Bacteria B. glumae se elimina de la semilla con el tratamiento de una 1.0 hora de calor seco, más 24 horas de descanso; repitiendo este procedimiento dos veces más.

• Con 14 horas de Sol, las bacterias B. glumae y P. fuscovaginae, no se recuperaron en la semilla entera,

Desarrollo de una escala para evaluación de Burkholderia glumae a nivel de plántula.

• La escala que se desarrollo tiene valores numéricos de 1 a 9, donde 1, 3 y 5 son tolerantes, 7 y 9 altamente susceptibles

Validación de alternativas de manejo agronómico en la incidencia del CAHB en el arroz en Panamá.

En 2007 la tecnología IDIAP reduce 15 % los costos. Ingreso adicional de B/. 191.98/ha.

En 2009 la reducción de costos en 31.4% e incremento en rendimiento en 1.127 t/ha.

Evaluación de prácticas de manejo del arroz para incrementar la productividad bajo riego y

en época seca y lluviosa en Costa Rica. • Los niveles de nitrógeno pueden ubicarse entre los

180 y 220 Kg. de N₂/ha. y densidades entre los 92 y 100 Kg. de semilla/ha. RS

• Los niveles de nitrógeno se ubicaron entre los 115 y 145 Kg. N₂/ha, con densidades de 92 a 110 Kg. de semilla/ha. RI

• Los niveles de nitrógeno se ubicaron entre los 100 a 125 Kg. N₂/ha, a densidades entre los 115 y 125 Kg. de semilla/ha. SI

• RESULTADO RELEVANTE:• Incremento de Rendimiento entre 7 y 8 t/ha

Objetivo 4. Conclusiones• En relación a B. glumae se desarrollaron algunas alternativas de manejo

a través de la semilla como la aplicación de calor seco y la solarización. • Para evaluar B. glumae se desarrollaron escalas de evaluación en

plántulas inoculadas en invernadero y en panículas a nivel de campo. • Se establecieron parcelas bajo el concepto MIC la cual consideraba

factores como variedad, densidad, fertilización nitrogenada, tratamiento de semilla, época de siembra (seca ó lluviosa).

• En Panamá (Chiriquí) en secano hubo reducción en costo de 15% e ingreso adicional de U.S. $ 191.98.

• En Panamá (Chepo) en secano la reducción de costos fue de 31.4% e incremento en rendimiento de 1.1 t/ha. Por otro lado.

• En Costa Rica con riego en la época seca, la tecnología mejorada aumento los rendimientos entre 7 y 8 t/ha.

Objetivo Específico 5:

Reforzar la capacitación de los agricultores, asistentes técnicos y especialistas, en el Manejo Integrado del

Cultivo para innovar los sistemas productivos del arroz en la región.

Actividad Año Eventos de difusiónParticipantes País

Técnicos Productores

10 2007 Taller sobre MICAHB 174 118 Pmá

1 2008 Taller sobre MICAHB 80 Pmá

1 2008 Taller sobre MICAHB 45 CR

1 2008 Taller sobre MICAHB 18 5 Nic

1 2008 Curso Diagnóstico Molecular y Convencional de B. glumae

11 Col, Pa, CR

1 2009 Curso Bioestadística aplicada a Sanidad Vegetal

16 Pa

1 2009 Taller sobre MICAHB 70 25 CR

1 2009 Curso Bioestadística Modelo AMMI y Biplot GGE

8 Pma, CR

13 Presentaciones en Congresos Científicos

1 Guía Técnica sobre MICAHB Pmá

Actividades de Difusión

Objetivo 5. Conclusiones

• Se organizaron tres talleres regionales de intercambio de experiencia entre especialistas y productores de Panamá, Costa Rica y Nicaragua para la difusión de la tecnología generada.

• Se hizo transferencia de tecnología mediantes días de campo a productores, charlas con especialistas; hubo constante intercambio de experiencias entre investigadores de los cuatro países miembros del consorcio.

• Se hicieron 13 presentaciones en congresos científicos, • Se publicaron materiales didácticos para productores y técnicos.

• Algunos temas del CAHB, sirvieron para desarrollar tesis de grado y post grado a nivel de doctorado.

• El taller de diagnostico convencional y molecular de B glumae permitió crear capacidades y fortalezas a nivel de los países para efectuar estos análisis de manera estandarizada.

NUEVAS OPORTUNIDADES DE INVESTIGACIÓN• En relación al ácaro S. spinki, la identificación de al menos 5 especies

depredadoras requiere de estudios de dinámica poblacional de los mismos, para conocer como es su comportamiento en el entorno del cultivo de arroz.

• Desarrollo de tecnologías limpias, profundizar en el estudio de bio controladores de plagas y enfermedades, bio estimulantes para cultivos

• La bacteria B. glumae, ha mostrado tener una gran variabilidad. Esto requiere efectuar estudios más profundos; además se tiene que estudiar la interacción entre este patógeno vs. los genotipos de arroz vs. ambiente, para desarrollar estrategias selección y de manejo integrado del cultivo.

• Los suelos arroceros son en su mayoría sometidos a cultivos extensivos sin prácticas apropiadas para su conservación, razón por la cual es importante estudios enfocados a la salud y calidad de suelos, en donde los nutrientes y las variables físico-químicas (materia orgánica y pH), influyen en la producción del cultivo.

Ismael Camargo Buitrago icamargo@cwpanama.net

Muchas Gracias

Contribuir al mejoramiento de la competitividad y sostenibilidad de los sistemas de producción del cultivo del arroz en Panamá, Costa Rica, Nicaragua y Colombia a través de la generación e innovación tecnológica con enfoque en el Manejo Integrado del Cultivo, y protección del medio ambiente, la biodiversidad y la salud de los arroceros y consumidores

META: