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. – 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

controla) 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 clásicac) 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

Patógeno

Hombre

Planta

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

Colonzación

ReproducciónSobrevivencia Planta

enferma

Ciclosecundario

CicloPrimario

Infección Diseminación

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 NATURALESEstomas, 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 tiempoy/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.

Cantidad de plantas infectadas

Ejemplo de avance de una enfermedad Caso 1

Días

Ejemplo de avance de una enfermedad Caso 2

Cantidad de

pústulas

Días

Modelo monomolecular

Tiempo

Cantidadde enfer-medad

Modelo logístico

Tiempo

Cantidadde enfer-medad

Curva: sigmoide

¿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• rotación de cultivos• solarización• semilla sana

• inóculo inicial

xo o Yo

• tasa de desarrollor

fungicidas al cultivoeliminación 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)

tt

Enf.Enf.

Xo

Xo

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

tt

Enf.Enf.

XoXo1/2Xo

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 siembraDensidad de siembraRaleo

Ambiente

Huésped FertilizaciónConduccion y poda

RotacionesEliminar plantas enfermasSolarización.

Patógeno

Prácticas culturales y los parámetros epidemiológicos

rotación de cultivossolarizaciónlaboreo profundo

inóculo inicial

tasa de desarrollode la enfermedad densidad de siembra

fertilizaciónraleo

variedades precocesépoca 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…..