Control biológico y cultural 2013

CONTROL DE FITOPATÓGENOS“Biológico y Cultural”

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE BIOLOGÍA Y MICROBIOLOGÍA

Jorge Alonso Flores Colque Jordan Ismael Huanacuni Pilco Angel B. García Ninaja JuanCarlos G. Salinas Herrera

SEMINARIO #6

LAS ENFERMEDADESDE LAS PLANTAS

Importante fuerza modeladora de las comunidades vegetales silvestres. Promueven y mantienen su diversidad.

Fuerte impacto económico en la producción de los cultivos. Reducen la calidad y cantidad de la cosecha. Aumentan los costos de producción. Restringen mercados. Permanecen en los suelos, semillas, etc.

MANEJO DE ENFERMEDADES

Conocimiento de las patologías limitantes.

Uso de variedades o cultivares resistentes. Prácticas de cultivo

Material libre de enfermedades lugar de plantación adecuado Suelos libres de patógenos Rotaciones Control de malezas Distancia entre plantas Densidad del canopeo Fertilización Remoción de órganos enfermos Planificación del riego Evitar heridas

Control químico Control físico Control legal Control biológico

Manejo de enfermedades

Control Legislativo

Control Físico

Control Químico

Control Genético

Control Biológico

Control Cultural

CONTROL BIOLÓGICO

CONTROL BIOLÓGICODE

ENFERMEDADES

Reducción de la densidad de inóculo o de laactividad de un patógeno para producir

enfermedad, llevada a cabo por uno o másorganismos diferentes del hombre.

(Baker y Cook, 1983)

CARACTERÍSTICASNo elimina la enfermedad. Mantiene al patógenodentro del equilibro natural.

Cada relación planta-patógeno-ambiente es única.Para cada patosistema debemos buscar un ACB.

Si se realiza adecuadamente no tiene efectoscolaterales.

No proporciona beneficios inmediatos, pero puedeser duradero.

Es barato e inocuo para la vida en general.

Se ajusta a diferentes tipos de agricultura.

Un agente de control biológico puede desplegar másde un mecanismo de control.

Los biocontroladores suelen ser compatibles conotras formas de control.

No se ha descripto resistencia a losmicroorganismos benéficos.

Ha aumentado el interés de la opinión pública en suaplicación.

MECANISMOS DE ACIÓN DELOS ANTAGONISTAS

Competencia.

Parasitismo.

Antibiosis.

Resistencia inducida.

Protección cruzada.

competencia La utilización de un sustrato por un organismo reduce

la cantidad disponible para los demás (nutrientes,oxígeno, espacio físico, luz).

Microorganismos que crecen más rápido que Botrytis cinereadificultan su colonización de los tejidos. P.ej. Penicillium minioluteum

Phialophora graminicola utiliza los nutrientes de las células corticalesde la superficie de la raíz de cereales, compitiendo con

Gaeumanomyces graminis.

Pseudomonas putida y otras Pseudomonas fluorescentes producensideróforos (compuestos quelantes de hierro).

Trichoderma sp. - Rhizoctonia solani

Trichoderma harzianum

Pietín (Gaeumannomyces graminis var. graminis)Ascomycota. Sordariomycetes

hifopodios

Corteza de raíz colonizada. Decoloración vascular

Phialophora graminicolaHerpotrichiellaceae, Chaetothyriales, Chaetothyriomycetidae, Eurotiomycetes,

Ascomycota, Fungi

Patógeno débil

Invasión de la corteza (no la endodermis radical)

pH % parcelas de céspedsuelo infestadas con P. graminicola

< 4………………………………..……..34-4,5……………………………….…...64,5-5..…………………………..……..275-5,5……………………………..……755,6-6…………………………..………676-6,5……………………………..…..100

www.biology.ed.ac.uk/.../microbes/takeinf2.jpg

parasitismo Utilización del patógeno como alimento por su antagonista

Generalmente involucradas enzimas fúngicas extracelulares:quitinasas, celulasas,-1,3 glucanasas y proteasas.

Los micoparásitos biotróficos mantienen asociacionesdurante largo tiempo con células vivas. Los necrotróficos a

menudo matan las células previo a su penetración einvasión.

Sphaerodes mycoparasitica sp. nov., a new biotrophic mycoparasite onFusarium avenaceum, F. graminearum and F. oxysporum.

Trichoderma koningii frente a hongos del suelo causantes de damping-off. Sporidesmium sclerotivorum destruye esclerocios de Sclerotinia spp. y

Botrytis cinerea.

PatosistemaCyclamen persicum

Botrytis cinerea

antibiosis Inhibición del crecimiento de un microorganismo por

sustancias producidas y liberadas por otro.

Antibióticos volátiles y no volátiles producidos porespecies de Trichoderma.

Pseudomonas fluorescentes producen antibióticos queinhiben hongos de damping-off.

Pseudomonas putida y otras Pseudomonasfluorescentes producen ácido cianhídrico.

Resistencia inducida Respuesta de la planta provocada pormicroorganismos o agentes abióticos que

estimulan, después de un primer contacto, unadefensa ante ciertos patógenos, a los que la

planta era susceptible.

EARLY LOCALIZED EXPOSURE

WHOLE PLANT RESISTANCE

Resistencia inducidaEli- Bióticos Antagonistas (levaduras, bacterias), cepas no patogénicas (hongos)

citoresAbióticos Químicos ASM o CGA (Acibenzolar-S-Metil)

(sintéticos y naturales) “BION (Europa), ACTIGARD (Estados Unidos)”BABA (Ácido βaminobutírico)

Quitosano (de caparazón de crustáceos,exoesqueletos de artrópodos y paredes celulares dehongos)

H de C complejosÁc. salicílico

Ác. grasosÁc. jasmónico y metil-jasmonatoAminoácidos

EtilenoPéptidos

GlicoproteínasDerivados del ácido isonicotínico (ácido 2,6-dicloroisonicotínico)

Metabolitos microbianos (bacterias, levaduras)Físicos Luz ultravioleta

TemperaturaAtmósfera modificada (p.ej. CO2 en poscosecha)

Inmunization Induced resistance (IR)

Induced systemic resistance (ISR) Systemic acquired resistance (SAR)

Múltiples mecanismos Muchas veces iniciada por una respuesta

hipersensible

Respuesta rápida (horas) hasta lenta (meses) Falta de especificidad Virus, hongos, bacterias, sustancias orgánicas o

inorgánicas pueden inducir R. Pero el reconocimiento de las interacciones planta-

patógeno es generalmente específico. Las plantas tienen muchos caminos de señalización, que

inducen respuestas múltiples.

Caminos de señalización mediados por ácido salicílico, ácidojasmónico, etileno. (interactúan)

El ácido salicílico interviene en la producción de barreras tipolignina y proteínas relacionadas con la patogénesis. El ácido jasmónico (camino metabólico octadecanoide)

interviene en senescencia, crecimiento y reproducción vegetal. El etileno es producido en las lesiones e induce aumentos en

lignina, proteínas relacionadas con la patogénesis, quitinasa yfenilalanin amonio liasa (PAL)

Hammerschmidt, Kloepper, van Loon:

SAR: salicilato-dependiente, iniciada por una variedad de agentesinductores (p.ej. patógenos), desencadena respuesta hipersensible yproduccion de PRP (proteínas relacionadas con la patogénesis). ISR: jasmonato-dependiente, mediada por rizobacterias, no

involucra la síntesis de PPR (quitinasas, glucanasas, proteasas).

Protección cruzada Infección de una planta con una cepa poco virulenta

de un patógeno

TMV en tomate

Citrus tristeza virus ¿Mutación potencial del virus?

¿Sinergismo potencial con otros v?

¿Fuente de inóculo para otros hosp.?

Tizón por Cryphonectria parasitica en castaño.

Un micovirus infecta al patógeno y reduce su virulencia. Se aplica la cepa poco virulenta sobre los cancros. Esta cepa se anastomosa con la virulenta que esta

infectando

El micovirus se disemina por la cepa virulenta.

Diaportales

picnidios

Estromas

Ascos

AGENTES DE CONTROLBIOLÓGICO MÁS UTILIZADOS

HONGOS BACTERIAS

Trichoderma spp. Pseudomonas fluorescentes.

Clonostachys=Gliocladium sp. Bacillus spp.

beneficio adicional: Promoción Del Crecimiento

PRODUCCIÓN MASIVADE ACBs

Dificultosa, se necesitan inóculos viables, mediosbaratos y costos de producción competitivos con el

uso de pesticidas químicos.

Fermentación líquida.

Fermentación sólida.

FORMULACIÓN DE LOS ACBsRequisitos:

Facilidad de preparación.

Facilidad de almacenamiento y transporte. Facilidad de aplicación.

Supervivencia, con abundantes propágulos viables. Barato.

USOS Aplicación en semillas.

Aplicación al suelo. Aplicación al follaje.

Aplicación en pos-cosecha.

EJEMPLOS DE CONTROL BIOLÓGICO

Población del filoplano

ecosistemaPatosistema Cyclamen-Botrytis

Principal Components Analysis

Correspondence analysis

Preselección y aplicación de antagonistas

Aplicación de Trichoderma spp. en almácigos de porotoinfestados con Rhizoctonia solani

Sustratos supresivos

Suelo/sustrato supresivoAquél en que el patógeno no se establece, se establece pero no

produce enfermedad, aún en condiciones que favorecen a laenfermedad

Distribución mundial Supresión depende de cambios en la biología del suelo

Supresión= f (% relativa de organismos benéficos) Generalmente suelos cálidos, húmedos, con alta relación C/Npresentan mayor actividad microbiana y mayor nivel de supresión

compost

Humus obtenido de manera natural porfermentación aeróbica de residuos

orgánicos. Actúan bacterias, actinomycetes y hongos

(termofílicos y mesofílicos)

C

Proceso de compostado

Compost de lombriz

cultivoshortícolas

Zapallo blanco

Zapallo común

Tomate

Pimiento

Berenjena100

ornamentales

• Alegría del hogar

• Armeria

Zapallo blanco - Rhizoctonia

Compost de lombriz

50 75 100

0 25

7550

0

100

25

Vermicompost Soil

PH 6.8 4.8

Moisture content (%) 63.66 28.46

Organic Matter content % 14.36 7.9

Ashes content (%) 21.98 62.36

Microorganism Yeast Fungi Bacteria

Total number(cfu x 107 x cm-3) 0.003 0.012 1.9

Types (nº) 9 12 15

Nr Isolates antago-nistic to R. solani 7 6 0

Supresión termo-dependiente

15 +/- 3ºC

22 +/- 2ºC

Preparados artesanales supresivos

90 e

80

70

60

50

40

30

20

10

0

dc

c cc

b

Mean growth of R.solani (cm2)

b

a

day 4day 3day 2

a a

0 0

160

140

120

100

80

c c

cc

c

b

Mean growth of S.rolfsii(cm2)b

b

a

day 6day 5day 4day 3day 2

60 a

40

20

a

0

Nº de plántulas de acelga enfermas

Preparado Promedio de plantas afectadas

Té 1,5 a

Té estéril 4,5 b

Agua estéril 7,6 c

Infusiones

Rhizoctonia solani

Penicillium purpurogenum, P. simplicissimum, Aspergillus niger

Biofumigación

Gases resultantes de biodegradación de Brassicaceas

como fumigantes del sueloGlucosinolatos

Brócoli Rúcula

mirosinasa isotiocianatos

ColiflorMostacilla

Repollo

Suelo laboreado

3.5-7 kg materia fresca / m2

Incorporación del material a una profundidad de 8 a 10 cm

Pimiento

21% plantas testigos atacadas por nematodos

100% plantas biofumigadas sin ataque

28% de diferencia en rendimiento

Peso de los pimientos

12

10,110 9,3

8

Aumento del rendimientode 28%

10,5

7,57 7,2

6

4

2

0Cosecha 1 Cosecha 2 Cosecha 3

Testigo

MÁS EJEMPLOS DE CONTROL BIOLÓGICO

Gliocladium virens

Pythium ultimun

Rhizoctonia solani

Gliocladium virens

Gliotoxinas

Gliovirinas

Hongo

Quitinasas

Glucanasas

Degradan los componentes mayoritarios de la pared celular de los hongos patógenos

Rosellinia necatrix

Podredumbre blanca del aguacate.

Trichoderma sp.

Hongo

Acanthamoeba sp.

Parasitizan hifas y esporas haciendo agujeros en la pared celular, absorviendo el contenido celular

Arachnula sp.

AmebaHONGOS PATÓGENOS QUE

VIVEN EN EL SUELO

Phytophthora nicotianaeRhizoctonia solani

Ampelomyces quisqualis

Este parasitismo reduce el crecimiento y puede llegar a matar a los hongos

Hongo

OIDIOSIS

Uncinula necator

AQ10 (AgrichemBio)

Aureobasidium pallulans

Hongo ENFERMEDADES DEALMACENAMIENTO

Aureobasidium pallulans puede estar asociado a stigmatomicosis en algodón

Penicillium expansumBotrytis cinerea 

Pudrición post-cosecha de las manzanas

β-1 ,3-glucanasa

Quitinasa

Peroxidasa

Bacillus amyloliquefaciens spp. plantarum

B. amyloquefaciens es capaz de producir endosporas que le permite sobrevivir por períodos prolongados de tiempo.

Bacteria HONGO DE SUELOS ENTRATAMIENTO DE SEMILLAS

Fusarium oxysporum 

Bacillus pumilus

Ataca a nivel de raíz impidiendo que las esporas germinen

Bacteria

Rhizoctonia sp.Fusarium sp.

Bacillus subtilis

Interacciona con la membrana de la célula blanco cambiando su permeabilidad

Bacteria

• Rhyzoctonia solani• Pythium spp.• Phytophthora• Fusarium oxysporum• Fusarium solani• Rhizopus• Mucor• Oidium• Botrytis cinerea• Colletotrichum• Erwinia carotovora• Erwinia amylovora• Pseudomonas y • Xanthomonas• Sclerotinia sclerotiorum• Septoria• Verticillium dahliae• Alternaria porriSERENADE MAX (Bayer)

Candida oleophila

Reducen la germinación de conidios, muy eficaz.

Levadura ENFERMEDADES POST-COSECHA

Penicillium expansumBotrytis cinerea

Gliocladium catenulatum

Crece en las hifas de los patógenos a lo largo ya veces se retorcía perderlo

HongoHONGOS

•Pythium ultimum;•Rhizoctonia solani•Fusarium sp.•Alternaria sp.•Sclerotium rolfsii

Phlebiopsis gigantea

Hongo

Heterobasidium annosum

Pseudomonas chlororaphis

La capacidad de colonizar y producir fenazina-1-carboxamida

HongoPIE DE TOMATE Y PUDRICIÓN DE LA RAÍZ CAUSADA

Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici 

Pseudomonas sp.

HongoHONGOS DE SUELO ENTRATAMIENTOS DE SEMILLA

Fusarium oxysporum 

Pseudozyma flocculosa

HongoOIDIOSIS

Uncinula necator

Pythium oligandrum

Hongo

HONGOS

Streptomyces sp.Formalmente S. griseovirides

HongoFUSARIOSIS

MYCOSTOP (Masso)

Streotomyces lydicus

Hongo

HONGOS

Trichoderma asperellum (formalmente Trichoderma harziarum)

Hongo

Phytopthora spSclerotinia sp.Fusarium sp.Pytjium sp.Rhizoctonia sp.

BIOTEN (Isagro)TUSAL (Certis)

Trichoderma asperellum

HongoHONGOS

Trichoderma atroviride(formalmente T. harzianum)

Hongo

Sclerotinia sp.PhytophtoraFusariumPythiumRhizoctonia

TUSAL (Certis)

Trichoderma gamsii(formalmente T. viride)

Hongo

Phytophtora sp.

BIOTEN (Isangro)

Trichoderma harzianum

Hongo

HONGOS

Trichoderma polysporum

HongoHONGOS

Verticillium albo-atrum(formalmente V. dahliae)

HongoGRAFIOSIS DEL OLMO

CONTROL CULTURAL

¿QUÉ ES?

Manipulaciones del medio ambiente

Mejorar la producción de cultivos

para

inóculo inicial

tasa de desarrollo de la enfermedad

tiempo

rotación de cultivossolarizaciónlaboreo profundodensidad de siembrafertilizaciónraleovariedades precocesépoca de siembra

Prácticas culturales y los parámetros epidemiológicos

MECANISMOS FUNCIONALES

1) Impedimentos a la colonización del cultivo.

2) Creación de condiciones bióticas adversas

3) Modificaciones del cultivo

4) Intensificar el efecto de los enemigos

• Destrucción o suministro de refugios para apareamiento o invernación

• Destrucción o suministro de hospederos alternos o de plantas voluntarias

• Barreras físicas• Preparación del suelo. • Uso de semilla limpia. • Elección de las variedades. • Control de la densidad de la siembra.• Aporque o calzado. • Manipulación de la fecha de siembra y

cosechas oportunas. Manipulación de la sombra.

• Manejo de malezas.• Destrucción de hospederos alternativos

LOS MECANISMOS PUEDEN SER:

• Periodos libres de cultivo. • Destrucción de residuos y rastrojos /

Campo limpio. • Cultivos asociados o policultivos. • Rotación de cultivos. • Plantas repelentes. • Plantas trampa. • Manipulación de la fertilidad. • Uso de tutores. • Poda y remoción de partes infestadas. • Manejo de agua.• Manejo del agua o de los nutrientes.

• Higiene • Aspersiones a los bordes. • Tratamientos de Frío/Calor • Solarización del suelo

Laboreo profundo

• Arado del suelo.

Destrucción o suministro de hospederos alternos o de plantas voluntarias

Barreras físicas

• Evita el desplazamiento de patógenos

Preparación del suelo

Uso de semilla limpia

Compra de semillas

• Instituciones de expendio de semillas certificadas.

Control de la densidad de la siembra

Rotación de cultivos

Rotación de cultivos

Rotación de cultivos

• Secuencia esquemática que ilustra la rotación de cultivos.

• 1. Trigo.• 2. Avena.• 3. Barbecho.

Aporque o calzado

Manipulación de la fecha de siembra y cosechas oportunas

Manipulación de la fecha de siembra y cosechas oportunas

Manipulación de la sombra

Manejo de malezas

En los bordes del cultivo Dentro del cultivo

Destrucción de hospederos alternativos

Cultivos asociados o policultivos

Plantas repelentes

Rosmarinus officinalis (romero)Menta spp (menta)

Manipulación de la fertilidad

Uso de tutores

• Para guía de los cultivos.

Poda y remoción de partes infestadas

Raleo y podas• Eliminación de ramas y hojas

Manejo de agua

Riego tecnificado

Higiene

Desinfección de cajas

• La asepsia en el traslado y almacén de frutos.

Eliminación de plántulas enfermas

Tratamientos de Frío/Calor

Solarización del suelo

GRACIAS POR SU ATENCIÓN . . .!!