MANEJO DE INFECCIONES VASCULARES BACTERIANAS Parte 2

Si sabemos que los cambios en la nutrición, en el ambiente del suelo y en el entorno microbiano pueden cambiar la susceptibilidad o resistencia de una planta a las enfermedades, ¿Cómo podemos medir esto y como podemos manejarlo?

Un planteamiento diferente para lograrlo consiste en ver a la planta desde una perspectiva biofísica mas que desde una perspectiva bioqumica o nutricional.

Esto se basa en una investigación realizada originalmente por Louis Claude Vincent en Francia en los años 50´s y 60´s, quien desarrolló una terminología de medición bioelectrónica vegetal, que consideraba la medición de eH, pH y conductividad eléctrica. Originalmente Vincent estaba haciendo observaciones en el agua y en la salud humana, pero luego transfirió esas observaciones a la agricultura y elaboró un diagrama (que se muestra a continuación), en el cual ubicó el valor de pH en el margen inferior y el valor de Eh (redox) en el márgen izquierdo. Después dividió la tabla en 4 cuadrantes que correspondían a diferentes ambientes en el suelo:  alcalino y oxidado, alcalino y reducido, ácido y oxidado y ácido y reducido, e identificó que en los distintos cuadrantes se expresan diferentes enfermedades, es decir, hongos versus virus, versus bacterias, etc.

La investigación de Vincent ha sido actualizada por Olivier Husson* quien ha realizado un espléndido trabajo para evaluar y monitorear la sanidad de las plantas y así identificar las zonas que corresponderían a los cuadrantes del diagrama donde éstas se vuelven susceptibles o resistentes a diferentes tipos de enfermedades e insectos plaga.

Olivier Husson menciona que las plantas no necesariamente son un recurso para sus bioagresores (para sus patógenos), pero si lo son, es decir, pueden ser consumidas por ellos, únicamente cuando están desequilibradas, especialmente en lo que respecta a Eh (redox), pH y Conductividad Eléctrica. Asimismo, señala que mediante practicas agrícolas, sistemas de cultivo y manejo de la nutrición se pueden modificar estas condiciones bio-físico-químicas en el suelo y las plantas, para que ambos sean desfavoranbles a la presencia de los patógenos.

Esto es fundamental, ya que, si mediante manejo agrícola logramos equilibrar los factores previamente mencionados, en primer lugar, podemos evitar que los microorganismos patógenos infecten una planta y, en segundo lugar, podemos revertir el problema una vez que se presente, debido a que creamos un entorno en el cual ya no pueden expresarse (como en el caso de Cáncer bacteriano en Cerezo).

El siguiente diagrama es parte del trabajo de Olivier Husson, quien elaboró la imagen y la describe como su mapa redox de los mundos.  Esta imagen contiene mucha información, pero la esencia es que en el margen inferior tenemos el pH que va de 3 a 10, en el lado izquierdo tenemos el valor de Eh ó redox medido en milivoltios, y en diagonal podemos ver la delimitación (con líneas punteadas) de diversas zonas que están identificadas como pe + pH y que hacen referencia a la bioquímica.

Ahora bien, si observamos el diagrama desde una perspectiva redox (ambientes reducidos versus oxidados), la forma más sencilla de interpretarlo es que a medida que nos movemos hacia la parte superior derecha, nos estamos moviendo en dirección a un ambiente más oxidado, mientras que a medida que nos movemos hacia la parte inferior izquierda lo hacemos en dirección a un ambiente más reducido.

En el ámbito de las plantas, la fotosintesis es un proceso reductor muy poderoso que tiene la función de reducir el suelo, las hojas y toda la estructura de la planta. Del mismo modo, hay otros factores que tienen un efecto oxidante.

Lo que Oliver Husson ha descrito es que cada grupo de organismos que se indican en el diagrama, solamente puede causar una infección en una planta cuando se enuentra dentro de la zona que se ilustra a su alrededor. Asi tenemos la zona de virus, en el área de color rojo que está ubicada hacia la parte inferior derecha del diagrama, y la de los oomicetos y las bacterias mas abajo en esa misma parte del gráfico (zonas de color azul y morado respectivamente). Por otra parte, si nos desplazamos en sentido ascendente hacia la izquierda, al lado de los virus tenemos la zona que corresponde a diferentes tipos de insectos y mas arriba en el mismo sentido, a las que corresponden a hongos biotroficos y hongos necrotroficos. 

En el diagrama también podemos ver la zona óptima para sanidad y nutrición de las plantas, que se ubica en la parte inferior izquierda. Esta zona se encuentra debajo de la línea diagonal (punteada) que va de de los 300 milivoltios de Eh al pH de 7.0. En dicha zona las plantas pueden ser completamente resistentes a las diversas enfermedades, y no solo pueden volverse resistentes, sino que también pueden revertirse infecciones que ya se hayan presentado.

   Imágen:  *Olivier Husson, System Agronomist.Agroecologist of Cirad – La recherche agronomique pour le développement, Montpellier (CIRAD)

Fuente: “Managing Vascular Bacterial Infections” Webinar hosted by AEA. Featuring John Kempf

MANEJO DE INFECCIONES VASCULARES BACTERIANAS

Parte 1

Las enfermedades vasculares son ocasionadas por bacterias y se producen dentro del tejido vegetal, algunas de ellas en el xilema y/o el floema, otras en el exterior del citoplasma y en toda la estructura del árbol, como es el caso del cáncer bacteriano que se presenta en los frutales de hueso.

Existen muchas enfermedades que se manifiestan de esta manera en una gran diversidad de cultivos, por ejemplo, la bacteria Xylella fastidiosa es causante de lo que en vid se conoce como enfermedad de Pierce, no obstante, es un microorganismo que provoca más de 500 enfermedades diferentes en distintos cultivos en todo el mundo. La diversidad de las infecciones vasculares bacterianas comprende el enverdecimiento de los cítricos (Huanglongbing), el Tizón bacteriano foliar ó Marchitez bacteriana de Goss en maíz y el Síndrome de la muerte súbita de la soya (Fusarium virguliforme); este síndrome (SMS) tiene dos fases, una de pudrición de la raíz y una de quemadura foliar. Hay una serie de enfermedades que se presentan dentro del tejido vegetal que pueden causar daños significativos a los cultivos y que históricamente han sido muy difíciles de manejar con aplicaciones de pesticidas, ya que no se cuenta con muchos tratamientos que sean particularmente efectivos. Durante la última década hemos tenido algunas experiencias interesantes en relación a los factores nutricionales y ambientales que favorecen la manifestación de dichas enfermedades. Esto nos ha permitido hacer recomendaciones muy específicas para grupos específicos de ellas, por ejemplo, podemos decir que cuando se presenta la enfermedad de Pierce debemos prestar atención al Manganeso y a la forma de Nitrogeno que se está utilizando. En este sentido, hemos tenido algunos éxitos notables en la reversión de enfermedades infecciosas que se supone que no son reversibles, como el Cáncer bacteriano del cerezo.

A falta de una mejor analogía, muchas de estas infecciones vasculares bacterianas se consideran el cáncer de diferentes cultivos, debido a que no existe un tratamiento que sea realmente efectivo y ampliamente conocido. Sin embargo, en algunos casos hemos observado que estas enfermedades se revierten por completo y permanecen asi por años. De hecho, en algunos casos, en los 8-9 años de experiencia que tenemos, jamás han regresado. No podemos decir que ésta condición se logra indefinidamente porque no tenemos tanto tiempo de experiencia, pero hemos visto que no han vuelto a presentarse durante largos periodos y la razón de ello es la forma en que fuimos capaces de manejarlas; no mediante aplicaciones de pesticidas o fungicidas, sino cambiando el escenario nutricional y el ambiente redox en la planta.

Ahora bien, por considerarlas de mayor importancia, vamos a enfocarnos en las siguientes enfermedades:

Xylella fastidiosa que los productores de vid conocen como enfermedad de Pierce, pero también es el agente causal de mas de 500 enfermedades en todo el mundo.  

Pseudomonas syringae – que ocasiona cáncer bacteriano.

Agrobacterium tumefaciens, que causa la agalla de la corona en Nogales.

Candidatus liberibacter asiaticus (HLB: Huanglongbing), que provoca el enverdecimiento de los cítricos.

Es importante mencionar que la información sobre como manejarlas, no es específica para estas 4, en realidad los conceptos aplican a todas infecciones bacterianas vasculares.

Es cierto que en los últimos años ha surgido información nueva, pero cuando observamos los parámetros nutricionales en relación con las enfermedades, lo verdaderamente importante no es tanto esa nueva información, sino el hecho de ver la información histórica con una perspectiva diferente; es decir, en un marco de referencia diferente, que nos permita generar una nueva percepción de lo que significan los perfiles nutricionales en el contexto de la comprensión del ambiente redox y el entorno biofísico presente en el xilema, en el floema o en todo el tejido vascular de la planta.

Para poder ver a las enfermedades y a los insectos plaga desde un enfoque diferente, debemos pensar en ambos como los mecanismos idóneos de la Naturaleza para su supervivencia. En otras palabras, las plagas y enfermedades están aquí para sacar a las plantas enfermas del sistema. Por ese motivo, consideramos que es posible producir plantas que sean completamente resistentes a este tipo de problemas, siempre y cuando estén respaldadas con la nutrición adecuada y el microbioma adecuado. Es importante mencionar que ambos aspectos son fundamentales, ya que si se tiene una buena nutrición mineral pero no se cuenta con el microbioma adecuado o viceversa, no se va a lograr la resistencia que se pretende. Actualmente hay mucha información disponible acerca de el microbioma que se requiere para alcanzar la resistencia a enfermedades. En este renglón la investigación del Dr. James White es fascinante, su trabajo hace referencia a la presencia de microorganismos de vida libre en toda la estructura de la planta (incluyendo el tejido vascular), que tienen una relación simbiótica con ella y tienen la capacidad de contribuir a suprimir enfermedades en la superficie de las hojas, en la rizosfera y también en el tejido vascular de la planta

Existen 2 tipos de inmunidad vegetal que se pueden lograr en campo: Inmunidad pasiva e inmunidad activa.

Inmunidad pasiva: Sabemos que cada organismo causal de enfermedades y cada insecto plaga tiene un perfil nutricional específico y requiere de un ambiente específico para prosperar. El concepto de inmunidad pasiva consiste simplemente en remover ese ambiente óptimo. Esto es, asegurarnos de que la planta no provea la nutrición ni porporcione el ambiente adecuado para que determinado patógeno potencial se exprese.

Muchos de los microorganismos a los que nos referimos como patógenos son bastante ubicuos en el medio ambiente, es decir están casi universalmente presentes. Por ejemplo, en muchos suelos agrícolas, algunas subespecies de Fusarium o algunas especies de Phythophtora, están presentes en todo el perfil. Cuando se tiene un campo que ha sucumbido ante la presencia de una enfermedad y otro campo que no lo ha hecho, con frecuencia hay muy poca o incluso ninguna diferencia en la cantidad por gramo de suelo, del organismo patógeno presente; la única diferencia en el contexto del ambiente del suelo radica en los microorganismos supresores que están presentes o ausentes. Este mismo concepto es valido para el manejo de las enfermedades que están en el tejido vegetal, dentro de la estructura de la planta y en la superficie de las hojas

Inmunidad activa: En este tipo de inmunidad las plantas están produciendo compuestos inmunes o compuestos de resistencia a partir de la via de resistencia sistémica inducida y la via de resistencia sistémica adquirida, mismas que a veces se refieren como vía del ácido salicílico y via jasmonica.

Cuando se presenta el Cáncer bacteriano en Cerezo, tenemos a Pseudomonas syringae que no es un patógeno específico del floema ni del xilema. Se encuentra en todo el tejido vascular, en toda la estructura del árbol y en el citoplasma como una infección bacteriana que se considera intratable. Este patógeno tiende a propagarse con mucha facilidad y rapidez, por lo que podemos eliminar el tejido dañado para tratar de evitar que el problema se extienda.

Respecto a nuestra experiencia con Cáncer bacteriano en Cerezo, en 2013 ó 2014, trabajamos con un productor que tenía algunas áreas con ésta enfermedad en grado severo. Empezamos a actuar en algunas de ellas y el Cáncer bacteriano desaparecio completamente. Las lesiones (chancros) que estaban presentes se secaron, aún estaban ahí pero no se diseminaron, no se extendieron, y pasaron 3 años sin recurrencia de la enfermedad.  En ese periodo, pudimos tener rendimientos de 5.0 a 20.0 toneladas por hectárea y los árboles completamente recuperados.

Fuente: “Managing Vascular Bacterial Infections” Webinar hosted by AEA. Featuring John Kempf

LOS CULTIVOS TRAMPA Y EL CONTROL DE PLAGAS

Las prácticas agrícolas tradicionales, como la producción de cultivos diversos; además de reducir el daño por plagas, pueden ayudar a reducir el riesgo de pérdidas por problemas climáticos.

Las causas de los cambios en los niveles de daño por plagas en hábitats diversificados no siempre son claras, sin embargo, la diversificación de cultivos tiene un uso potencial en el control de plagas. Un método de diversificación es el establecimiento de cultivos trampa. Los insectos tienen preferencias por ciertas especies de plantas, ciertos cultivares o bien por plantas que se encuentran en determinadas etapas fenológicas, esto se debe a que responden a algunas señales atrayentes. Dichas señales pueden ser visuales, táctiles, olfativas o una combinación de estímulos. Los fitomejoradores han podido explotar algunas de estas preferencias desarrollando cultivares que evitan la atracción de insectos plaga (Smith 1989). Asimismo, la preferencia de los insectos plaga hacia plantas específicas, puede aprovecharse mediante la implementación de cultivos trampa.

Los cultivos trampa se componen de una o más especies de plantas que se establecen para atraer insectos plaga a fin de proteger el cultivo comercial. La protección puede lograrse ya sea evitando que las plagas accedan al cultivo comercial o bien concentrándolas en una zona determinada en el campo, donde se pueden manejar. Los cultivos trampa se pueden manipular en el tiempo y/o en el espacio, por lo que pueden atraer insectos en un período crítico del ciclo de vida ya sea de la plaga o del cultivo.

Dependiendo de la biología del insecto y las prácticas de manejo disponibles, la población en el cultivo trampa se puede manejar de diferentes maneras (en algunos casos las plantas simplemente pueden resistir el daño y no es necesaria ninguna acción adicional). El cultivo trampa puede mantener la población de plagas, sirviendo como un recurso para que la población de sus enemigos naturales pueda incrementar. Los enemigos naturales pueden suprimir la población de plagas, evitando que se extienda hacia el cultivo comercial, o bien el cultivo trampa puede servir como una fuente inicial de enemigos naturales que se trasladen al cultivo comercial. Si existe la preocupación de que, de manera similar, las plagas se trasladen al cultivo comercial, se pueden manejar con insecticidas o prácticas culturales, como destruir el cultivo trampa y las plagas que se encuentran en él.

CONSIDERACIONES IMPORTANTES

El establecimiento de cultivos trampa es una práctica que requiere de muchos conocimientos y de la comprensión de diversos factores:

  1. Hábitos de alimentación y oviposición de la plaga: El cultivo trampa debe ser mucho más atractivo para la plaga como fuente de alimento o sitio de oviposición que el cultivo comercial.
  2. Patrones de dispersión de la plaga: En la mayoría de los casos, el cultivo trampa se centra en atraer y detener el movimiento de los insectos adultos, evitando que se trasladen al cultivo comercial. Si los adultos son voladores con alta movilidad, y el cultivo trampa no es muy atractivo, es posible que los insectos simplemente no sean retenidos por el cultivo trampa.
  3. Disposición espacial del cultivo trampa: Es importante decidir si la mejor táctica es establecer el cultivo trampa alrededor del cultivo comercial o bien intercalarlo. Esto depende de los patrones de movimiento del insecto; no existen reglas generales para establecer un cultivo trampa. Por ejemplo, los picudos de la papa se trasladan desde sus lugares de hibernación a las nuevas plantaciones utilizando movimientos de alcance relativamente corto, por lo que establecer el cultivo trampa alrededor del campo puede detenerlos. Sin embargo, las palomillas del barrenador del maíz que vuelan hacia un campo de cultivo pueden no ser tan fáciles de detener por los cultivos trampa. El diseño del cultivo trampa puede variar dependiendo de la forma del campo de cultivo.
  4. Proporción necesaria de cultivo trampa: Debe haber un equilibrio entre la proporción del cultivo comercial y la del cultivo trampa para que éste sea económicamente viable y eficaz para el manejo de plagas. En algunos ensayos recientes con la palomilla dorso de diamante, los resultados indicaron que se requiere alrededor del 20% de cultivo trampa, en proporción al cultivo comercial.
  5. Destino de los insectos en los cultivos trampa: A menos que las etapas inmaduras de los insectos plaga mueran antes de alcanzar la etapa adulta, es posible que su desplazamiento del cultivo trampa hacia el cultivo comercial ocurra en algún momento de la temporada, por lo que es importante monitorear el cultivo trampa con regularidad.

Se ha desarrollado un sistema que se denomina “cultivos trampa sin salida”. Estos cultivos trampa están desarrollados con plantas que son muy atractivas para la oviposición de las plagas, sin embargo, las larvas no pueden sobrevivir en ellas. Por ejemplo, la rúcula amarilla (Diplotaxis tenuifolia) se ha utilizado como cultivo trampa para la palomilla dorso de diamante (Shelton y Nault 2004). En ensayos en invernadero, la preferencia por la rúcula amarilla (Diplotaxis tenuifolia) para la oviposición, varió entre 24 y 66 veces más que la col, pero ninguna larva pudo desarrollarse.

OTROS ESTUDIOS

El número de ensayos de cultivos trampa ha aumentado rápidamente en los últimos años. Se han analizado diferentes esquemas de cultivos trampa, como la siembra temprana de hileras únicas de papas trampa para el control del escarabajo de la papa y cultivos trampa perimetrales contra plagas de pimientos y cucurbitáceas. Los resultados han sido buenos, sin embargo, es importante evaluar esta tecnología in situ.

Los estudios de cultivos trampa en Cucurbitáceas para el control del picudo rayado son de particular interés ya que los cultivos trampa establecidos en el perímetro completo de los campos de calabazas han mostrado cierto éxito. Estos cultivos trampa perimetrales altamente atractivos se asperjan con insecticidas cuando llega la plaga, pero el cultivo comercial no. Las plantas del cultivo comercial mostraron poco daño por la plaga, incluso cuando el cultivo trampa no fue asperjado.

Si bien los resultados positivos con el uso de cultivos trampa ha generado un interés considerable en los últimos años, también ha habido muchos tropiezos. El uso de este tipo de cultivos puede estar limitado en algunos cultivos comerciales, debido a la complejidad de intentar manejar múltiples plagas con diferentes comportamientos. Por ejemplo, el uso de cultivos trampa puede proporcionar un buen control de la palomilla dorso de diamante, pero no del gusano de la col. Sin embargo, el uso de trampas en el cultivo comercial debe investigarse como un componente de un programa general de manejo de insectos plaga.

Aunque no existen pautas estrictas y rápidas sobre cómo usar los cultivos trampa de manera efectiva, los productores deben considerar los cinco puntos mencionados anteriormente y luego examinar cuidadosamente su situación agrícola para determinar si el establecimiento de este tipo de cultivos puede ser exitoso en sus campos.

El intercambio de experiencias sobre cultivos trampa con otros agricultores debe ser parte de un esfuerzo general para aumentar el conocimiento colectivo sobre el potencial de su utilización como parte de un plan de manejo integral.

Referencia:

Caldwell, B., Sideman, E., Seaman, A., Shelton, A., & Smart, C. (2013). Resource Guide for Organic Insect and Disease Management. Geneva, New York: CALS Communications.

HÁBITATS PARA INSECTOS BENÉFICOS

Los insectos benéficos, como los depredadores y los parasitoides, son de importancia fundamental para prevenir los brotes de poblaciones de insectos plaga.

Los principios clave en el manejo de insectos plaga comprenden:

  • Mantener a sus enemigos naturales mediante la implementación del hábitat.
  • Reducir su presencia mediante el uso de prácticas culturales.
  • Cuando sea necesario, utilizar tratamientos con insecticidas de rescate u otras prácticas para controlarlos, pero optando por productos y actividades que tengan efectos mínimos sobre los insectos benéficos.

La diversidad de plantas en entornos agrícolas, generalmente agrega estabilidad al sistema y fomenta la presencia de insectos benéficos. Existen diferentes alternativas para promover la diversidad vegetal en los cultivos, dependiendo de si son anuales o perennes.

La diversidad de plantas en los agroecosistemas se puede lograr manejando mezclas de cultivos, rotaciones de cultivos, cultivos barrera (rompevientos), o plantas que se sabe que son atractivas para los insectos benéficos. La complejidad del paisaje, normalmente favorece las poblaciones de insectos benéficos, mientras que la falta de complejidad aumenta los brotes de insectos plaga. Se puede agregar diversidad de plantas a un sistema proporcionando así sitios que los insectos benéficos pueden usar para obtener néctar o polen, en los que pueden encontrar hábitats para su reproducción, o bien para pasar el invierno.

El establecimiento del hábitat para mejorar el control biológico de plagas requiere conocimientos sobre la biología de las plantas, las interacciones potenciales de éstas con otros componentes del sistema (es decir con enfermedades), así como la comprensión del ciclo de vida y los hábitos de los insectos plaga y de sus enemigos naturales. Esto es importante, ya que, si se agregan plantas al sistema para fomentar las poblaciones de insectos benéficos, esas mismas plantas pueden albergar enfermedades o insectos plaga que podrían afectar al cultivo comercial.

Algunos ecólogos advierten que los posibles beneficios de la manipulación del hábitat para aumentar las poblaciones de enemigos naturales pueden verse superados por el costo del establecimiento y mantenimiento de dichos hábitats. Una mejor comprensión de los componentes del sistema puede ayudar a evitar situaciones de ese tipo. Como pauta general, en lugar de intentar incorporar tanta diversidad en los sistemas agrícolas como se ve en los entornos naturales, puede ser más apropiado seleccionar una táctica específica que proporcione los beneficios buscados. Por ejemplo, si el objetivo es fomentar la acumulación de catarinas que se alimentarán de las plagas del maíz; una siembra temprana de un poco de maíz puede proporcionar un hábitat adecuado para este tipo de insectos, mismos que pueden trasladarse a siembras de maíz hechas con posterioridad. Otro ejemplo es incorporar plantas que florecen durante largos períodos y que son atractivas para los enemigos naturales, pero no albergan plagas que puedan extenderse al cultivo comercial. Las plantas con flores pueden proporcionar néctar que puede aumentar la vida y la cantidad de individuos de alguna especie benéfica y además de proporcionar la diversificación del paisaje necesaria, este tipo de plantas se pueden vender.

Por otra parte, cuando una especie de plaga se alimenta de una amplia variedad de plantas nativas, es difícil establecer un hábitat que pudiera incrementar la población de los enemigos naturales.

Al seleccionar plantas para aumentar la diversidad, una buena regla es evitar que sean de la misma familia que el cultivo comercial porque pueden servir como hospedero de insectos y enfermedades de éste. Las malezas también pueden jugar un papel importante en la incorporación de diversidad de plantas. Las malezas con flores de las familias Compositae (Margaritas), Labiatae (Menta) y Umbelliferae (Eneldo) se mencionan en la literatura como capaces de sustentar poblaciones estables de enemigos naturales.

El diseño espacial de la plantación también es una consideración importante. El objetivo es utilizar una escala espacial para desarrollar hábitats de insectos benéficos que los alienten a encontrar fácilmente a los insectos plaga que controlarán. Por ejemplo, plantar flores alrededor de bloques pequeños del cultivo comercial es probablemente más benéfico que establecer grandes bloques del cultivo comercial a una distancia mayor de las flores. Asimismo, plantar “corredores” de flores puede permitir que los enemigos naturales se muevan libre y rápidamente entre el cultivo comercial y estos corredores de flores.

Es fundamental cosechar las plantas de una forma en la que se retengan las poblaciones de enemigos naturales. La siembra en franjas escalonadas, en lugar de plantar o sembrar bloques grandes, puede permitir que los enemigos naturales se muevan fácilmente de una plantación a otra. Sin embargo, también se debe tener cuidado de que estas prácticas no incentiven a las poblaciones de plagas a moverse más fácilmente entre plantaciones.

La vegetación que rodea el terreno de cultivo es un refugio y hábitat importante para muchos insectos benéficos. Normalmente estos espacios no se manejan de manera intensiva, por lo que generalmente contienen una gran diversidad de especies de plantas. Para que los benéficos se trasladen fácilmente a los cultivos, la distancia al centro de los campos de cultivo no debe ser demasiado grande.

Las malezas también son hospederos de muchas especies de insectos benéficos. Si bien se pueden tolerar niveles bajos de malezas para este propósito, su capacidad para reducir los rendimientos hace que esta opción sea limitada.

Dado que cada explotación agrícola es diferente y tiene diferentes restricciones, no existen reglas estrictas y rápidas sobre cómo diseñar el entorno agrícola para aumentar las poblaciones de enemigos naturales. Algunos ranchos o granjas pueden tener muy pocos cultivos anuales en un área relativamente pequeña, mientras que otros pueden tener cultivos anuales y perennes en parcelas muy separadas.

El objetivo es claro para cualquier situación: Tratar de agregar diversidad al entorno agrícola con el fin de proporcionar más estabilidad a los enemigos naturales que controlan los insectos plaga. Primero hay que tener en cuenta los cultivos comerciales y luego considerar cómo agregar esta diversidad. Hay que ser observador y experimentar. Se puede empezar a pequeña escala y trabajar para fomentar la acumulación de insectos benéficos mediante la manipulación del hábitat a través del tiempo.

Referencias:

Caldwell, B., Sideman, E., Seaman, A., Shelton, A., & Smart, C. (2013). Resource Guide for Organic Insect and Disease Management. Geneva, New York: CALS Communications.

Hoja de información: Streptomyces lydicus

Nombre: Streptomyces lydicus

Tipo: Microbiano (bacteria)

Categoría toxicológica de acuerdo con la EPA de EE. UU.: III “Precaución”

USDA-NOP: Considerado no sintético, permitido. Los métodos preventivos, culturales, mecánicos y físicos deben ser la primera opción para el control de plagas, y las condiciones para el uso de un material biológico deben documentarse en el plan del sistema orgánico (NOP 2000).

Descripción del material: Streptomyces lydicus es una bacteria omnipresente y natural que se encuentra comúnmente en el suelo. El aislado WYEC 108 se ha comercializado como agente antifúngico para uso agrícola, en invernaderos, viveros y para control sanitario en pastos. El organismo se aisló de plantas de linaza que crecían en un suelo que exhibía supresión natural a diversos patógenos radiculares. El producto comercial es un polvo soluble que contiene esporas de S. lydicus e ingredientes inertes propietarios.

Modo de acción: Streptomyces lydicus coloniza las raíces de las plantas, compitiendo con los patógenos por el bioespacio y los nutrientes exudados por ellas. Las aplicaciones foliares resultan en la colonización de las partes aéreas de la planta.

Puede actuar como hiperparásito de hongos fitopatógenos. Otros modos de acción incluyen la producción de antibióticos, compuestos antifúngicos y enzimas que digieren las paredes celulares de los hongos. Se ha reportado que la colonización de raíces por Streptomyces lydicus aumenta el vigor de las plantas mediante la producción de sideróforos, compuestos que convierten el fierro en una forma que las plantas absorben más fácilmente. En las leguminosas, se ha demostrado que coloniza la superficie de los nódulos radiculares y mejora el vigor de la bacteria Rhizobium (fijadora de nitrógeno) en los nódulos, al aumentar la disponibilidad de fierro y posiblemente de otros minerales (Tokala et al. 2002).

Tipos de patógenos que controla: La etiqueta del producto indica que se pueden realizar aplicaciones como tratamiento a semillas y en “drench” al suelo para evitar las pudriciones de la raíz provocadas por patógenos como Fusarium, Rhizoctonia, Pythium, Phytophthora, Phymatotrichum omnivorum, Aphanomyces, Monosporascus, Armillaria, Sclerotinia, Gaeumannomyces, Postia, Verticillium y Geotrichum. Las aplicaciones foliares están destinadas a promover la supresión o control de cenicilla polvorienta y vellosa, Botrytis, Monilinia, Antracnosis, Mycosphaerella citri (mancha grasosa de los cítricos), Sclerotinia, Alternaria y Erwinia.

Guías de formulación y aplicación: Los productos están formulados como polvos solubles y tienen una vida útil de al menos un año. La refrigeración puede prolongar su vida útil. Se pueden aplicar como tratamientos del suelo (por ejemplo, en “drench”, en riego), también se pueden aplicar en aspersiones foliares y tratamientos de bulbos. El tratamiento de semillas se puede aplicar en mezcla en seco, o en aspersión.

Las aplicaciones al suelo deben comenzar en una etapa temprana del desarrollo de la planta para optimizar la colonización de las raíces. Las aplicaciones foliares deben comenzar antes del inicio de la enfermedad y repetirse cada 7-14 días, dependiendo de la presión del patógeno, y de las condiciones ambientales. Se recomienda emplear adherentes y dispersantes en las aplicaciones foliares. Los productos comerciales hechos a base de Streptomyces lydicus son completamente solubles y no requieren agitación en el tanque. Se puede mezclar con diferentes insumos agrícolas, pero es incompatible con el azufre y el cobre (Fernandez et al. 2011).

Intervalo de reingreso (IDR), e intervalo a cosecha (IAC): El Estándar de Protección de Trabajadores de la EPA requiere un mínimo de 4 horas antes de volver a ingresar a un campo tratado. El intervalo a cosecha es de cero días.

Disponibilidad y fuentes: Los productos hechos a base de Streptomyces lydicus pueden adquirirse en diferentes comercializadoras de insumos agrícolas.

Efecto sobre el medio ambiente: No hay informes de que Streptomyces lydicus afecte aves, mamíferos o insectos. La EPA de los EE. UU. no solicitó pruebas de organismos no objetivo, como aves y mamíferos, debido a que Streptomyces lydicus es omnipresente en el suelo y es poco probable que las aplicaciones a las dosis indicadas en la etiqueta aumenten significativamente su exposición. En estudios de exposición a peces (trucha arcoíris), se determinó que Streptomyces lydicus no representa ningún riesgo para los organismos acuáticos porque la viabilidad de las esporas se reduce en un 80% después de 96 horas; además se han reportado especies de Streptomyces que ocurren naturalmente en los sedimentos marinos.

Streptomyces lydicus no es un patógeno conocido en ninguna especie vegetal.

Efectos en la salud humana:  Debido a que Streptomyces lydicus es una bacteria omnipresente en los suelos, está bien caracterizada y es de origen natural, la EPA de EE. UU. requirió pocos datos para el registro de los productos a base de la misma. Streptomyces lydicus no tiene hospederos animales conocidos, y los estudios en ratas muestran que la cepa WYEC108 no es tóxica, infecciosa o patógena para ellas; ya sea por ingestión oral, inhalación o exposiciones por inyección directa. Los estudios de irritación ocular y dérmica mostraron que Streptomyces lydicus no es irritante.

Debido a que las exposiciones repetidas a altas concentraciones de proteínas microbianas pueden causar sensibilización alérgica, los aplicadores deben usar un respirador con filtro de polvo/niebla que cumpla con los estándares de NIOSH de al menos N-95, R-95 o P-95. La EPA de EE. UU. ha hecho una determinación de seguridad aceptable de que no existe posibilidad de daño a los seres humanos, y ha establecido una exención de tolerancia permanente para los residuos en todos los productos agrícolas siempre y cuando se utilicen de acuerdo con las instrucciones de la etiqueta.

Referencias: Caldwell, B., Sideman, E., Seaman, A., Shelton, A., & Smart, C. (2013). Resource Guide for Organic Insect and

                       Disease Management. Geneva, New York: CALS Communications

Hoja de Información: Especies de Trichoderma

Nombre: Especies de Trichoderma

Tipo: Microbiano

Categoría toxicológica de acuerdo con la EPA de EE. UU.: III “Precaución”

USDA-NOP: Considerado no sintético, permitido. Los métodos preventivos, culturales, mecánicos y físicos deben ser la primera opción para el control de plagas, y las condiciones para el uso de un material biológico deben documentarse en el plan del sistema orgánico (NOP 2000).

Descripción del material: Las especies de hongos que pertenecen al género Trichoderma se encuentran en todo el mundo y se aíslan fácilmente del suelo, de la madera en descomposición y de otras formas de materia orgánica vegetal (Howell 2003).

Los avances recientes en taxonomía han dado lugar a varios cambios de nombre dentro del grupo. Por ejemplo, Gliocladium virens ahora es Trichoderma virens, sin embargo, el término Gliocladium todavía se usa comúnmente para referirse a esta especie, especialmente en la documentación de registro de la Agencia de Protección Ambiental (EPA). El potencial de control biológico de las especies de Trichoderma se reconoció por primera vez a principios de la década de 1930. Estos hongos crecen rápidamente en medios de cultivo y producen esporas de paredes gruesas. Varias especies de Trichoderma se producen comercialmente, ya sea formuladas como productos para controlar enfermedades en las plantas o bien para promover su crecimiento. Ciertas cepas dentro de una especie se aíslan típicamente para elaborar productos comerciales. Las especies disponibles en formulaciones comerciales incluyen:

T. harzianum*

T. virens* (antes Gliocladium virens)

T. lignorum

T. atroviride

T. polysporum

T. asperellum y gamsii* mezclas

Clonostachys rosea var. catenulatum (antes Gliocladium catenulatum)

Modo de acción: La comprensión de los mecanismos de supresión de enfermedades por parte de Trichoderma ha evolucionado a lo largo de los años. El crecimiento de algunos cultivos mejora cuando las raíces son colonizadas por cepas de Trichoderma, especialmente si están bajo condiciones de estrés. Por el contrario, el crecimiento de ciertos cultivos puede ser inhibido por determinadas cepas de Trichoderma.

Los mecanismos para la mejora e inhibición del crecimiento de las plantas aún no se comprenden bien. Pueden estar implicados uno o más procesos en la supresión de la enfermedad por Trichoderma. Por ejemplo, ciertas cepas de este hongo colonizan fácilmente la rizosfera de las plantas, compitiendo por nutrientes y espacio físico con otros organismos. En algunas situaciones, las especies de Trichoderma son capaces de parasitar otros hongos y producir compuestos antibióticos que son tóxicos para ellos. Asimismo, producen algunas enzimas que comprometen la integridad de las paredes celulares de los hongos patógenos y otras que alteran a las enzimas degradadoras de células que son producidas por los patógenos. La investigación ha demostrado que ninguno de los mecanismos mencionados es completamente responsable de la capacidad de Trichoderma spp. para controlar las enfermedades de las plantas, aunque todos pueden contribuir de forma individual o sinérgica (Howell 2003).

La colonización de las raíces por Trichoderma spp., ha demostrado que induce respuestas de defensa, movilizando compuestos que hacen que las plantas sean más resistentes a los patógenos. La investigación más reciente indica que esa respuesta de resistencia inducida es responsable de la mayor parte de la actividad de biocontrol exhibida por estas especies (Harman 2011). Otros beneficios de la colonización de raíces por Trichoderma y organismos relacionados incluyen una mayor resistencia de las plantas al estrés, (como sequía o salinidad), y una mayor eficiencia en el uso del nitrógeno (Harman 2011).

Los efectos de mejora del crecimiento de las plantas y del control biológico, son específicos de los patógenos, las especies y cepas de Trichoderma, y las variedades de plantas. De aquí que los efectos benéficos en un sistema patógeno-benéfico-cultivar no deben esperarse en otro sistema producción, por ello es necesario hacer evaluaciones. Por ejemplo, en un estudio realizado en plantas de tomate que recibieron tratamientos al suelo con Trichoderma harzianum se presentó un aumento en los niveles de mancha bacteriana, posiblemente como resultado de un dosel más grande que propició el microclima adecuado para la enfermedad (Lange & Smart 2004), mientras que, en otros estudios, las plantas de tomate que recibieron un tratamiento de suelo con Trichoderma harzianum mostraron niveles reducidos de Tizón temprano (Seaman 2003).

Algunas cepas de T. harzianum son patógenas para los hongos comestibles y pueden provocar graves pérdidas económicas en la producción comercial.

Tipos de patógenos que controla: La mayor parte de los trabajos iniciales con Trichoderma se centraron en la protección contra patógenos que atacan raíces o tubérculos (Pythium, Fusarium y Rhizoctonia); esto mediante el tratamiento a semillas, suelo o sustrato, con formulaciones de sus esporas. Una vez que se descubrieron otros mecanismos de protección por Trichoderma, se probaron aplicaciones foliares para el control de patógenos que atacan el follaje. A medida que se aprende más sobre la respuesta de resistencia inducida en las plantas, los investigadores también están analizando el control de patógenos foliares mediante tratamientos aplicados al suelo.

Guías de formulación y aplicación: Las esporas de Trichoderma generalmente se formulan de una de dos maneras: 1) como gránulos para mezclar con sustrato para macetas o para tratamientos en surcos ó 2) como polvos humectables para mezclar con agua y usarse ya sea para asperjar el suelo o sustrato, para aplicaciones en surcos, tratamientos a semillas o bien en agua de riego. Algunos productos están etiquetados para aplicaciones foliares en plantas ornamentales, pero no para cultivos alimenticios.

La optimización de los efectos benéficos depende de la colonización completa del sistema radicular, por lo que la aplicación en una etapa temprana del desarrollo de la planta es importante. Estos productos no serán efectivos como tratamientos de “rescate”, o en situaciones en las que los niveles de inóculo o de enfermedad son altos. Funcionan mejor como parte de una estrategia general de manejo integrado de plagas y enfermedades. Debido a que son organismos vivos, los productos tienen una vida útil de 6 a 12 meses, dependiendo de la temperatura. A temperaturas de almacenamiento más frescas su vida útil es más larga.

Intervalo de reingreso (IDR), e intervalo a cosecha (IAC): Cuando se utiliza en entornos cerrados, como invernaderos, el intervalo de reingreso es de cero horas. Estos tratamientos incluyen la aplicación al suelo en drench, aspersión en surcos, solución de inicio de trasplante, inmersión, remojo o quimigación.

Para aplicaciones de campo: Mantenga a las personas desprotegidas fuera de las áreas tratadas hasta que los aerosoles se hayan secado o el polvo se haya asentado. El intervalo a la cosecha es de cero días.

Disponibilidad y fuentes: Los productos a base de Trichoderma varían en su disponibilidad. Algunos están disponibles en línea a través de empresas de suministro agrícola o de casas semilleras.

Efecto sobre el medio ambiente: Las especies de Trichoderma son omnipresentes en el medio ambiente, y no se cree que su uso en la agricultura represente un riesgo para éste. No son capaces de crecer en el agua, por lo que no representan un riesgo para los sistemas acuáticos. No son patógenos de aves, mamíferos, peces, abejas u otros insectos benéficos.

Efectos en la salud humana:  Las especies de Trichoderma tienen una baja toxicidad para los seres humanos a través de la exposición vía cutánea u oral. El potencial de inhalación y posible respuesta alérgica por exposición a largo plazo existe y se mitiga con los requisitos del equipo de protección personal que se requieren para su manipulación y aplicación. Los aplicadores y otras personas que entren en contacto con los productos a base de Trichoderma deben usar gafas, protectoras, camisas de manga larga, pantalones largos, guantes impermeables, zapatos impermeables y calcetines. además de un respirador de filtro que cumpla con los estándares NIOSH de al menos N-95, R-95 o P-95. La exposición repetida a altas concentraciones de proteínas microbianas puede causar sensibilización alérgica.

Referencias: Caldwell, B., Sideman, E., Seaman, A., Shelton, A., & Smart, C. (2013). Resource Guide for Organic Insect and

                        Disease Management. Geneva, New York: CALS Communications.

Hoja de Información: Coniothyrium minitans

Nombre: Coniothyrium minitans

Tipo: Microbiano (hongo)

Categoría toxicológica de acuerdo con la EPA de EE. UU.: III “Precaución”

USDA-NOP: Considerado no sintético, permitido. Los métodos preventivos, culturales, mecánicos y físicos deben ser la primera opción para el control de plagas, y las condiciones para el uso de un material biológico deben documentarse en el plan del sistema orgánico (NOP 2000).

Descripción del material: Coniothyrium minitans es un hongo que se utiliza como agente de control biológico contra los patógenos fúngicos Sclerotinia sclerotiorum y Sclerotinia minor (causantes del moho blanco en muchas especies de plantas). Identificado por primera vez en 1947, Coniothyrium minitans se encuentra en la naturaleza y puede encontrarse en suelos de todo el mundo (Pavlitz y Belanger 2001).

Este hongo de biocontrol se vende como conidios (esporas), que se secan y se mezclan con glucosa. Luego, el producto se mezcla con agua y se asperja sobre el suelo (Fravel 1999).

Modo de acción: Coniothyrium minitans es un hongo hiperparásito que ataca y destruye los esclerocios (estructuras de hibernación) de Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor y Sclerotinia trifoliorum que se encuentran en el suelo (Kuepper 2001). Normalmente, estos esclerocios germinan en primavera y verano, produciendo esporas que infectan muchos cultivos. Si se aplica Coniothyrium minitans justo después de la cosecha en el otoño o a principios de primavera, muchos de los esclerocios son destruidos.

En EE. UU.  sólo hay una cepa de Coniothyrium minitans (CON / M / 91-08) etiquetada para su uso como control biológico.

Tipos de patógenos que controla: Coniothyrium minitans controla solo tres hongos fitopatógenos; Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor y Sclerotinia trifoliorum. Estos patógenos del género Sclerotinia tienen una amplia gama de huéspedes en diferentes especies de plantas, incluidas muchas hortalizas y ornamentales. Comúnmente causan el moho blanco en los cultivos de coles y leguminosas y ocasionalmente se encuentran en tomates y pimientos. Además, provocan la caída de hojas en la lechuga y el moho blanco en las zanahorias, especialmente durante el almacenamiento.

Guías de formulación y aplicación: Coniothyrium minitans se vende en un producto comercial como gránulo dispersable en agua, que se aplica directamente a la superficie del suelo. Es necesario realizar una cobertura completa y uniforme para obtener un tratamiento eficaz. Después de la aplicación y antes de plantar, las esporas de hongos deben inocularse en los primeros 5.0 centímetros del suelo. Para evitar desenterrar nuevos esclerocios, no se debe alterar el suelo por debajo de la profundidad de tratamiento.

Esta incorporación se puede realizar mediante aplicación de agua al cultivo (aspersión o riego). También se puede aplicar a los restos de plantas durante el otoño, después de la cosecha.

La vida útil de los conidios presentes en el producto comercial es superior a 6 meses, después de 18 meses, la actividad se reduce un 25%. Es nocivo si se ingiere, si se absorbe a través de la piel o se inhala. La etiqueta requiere que quienes lo apliquen usen camisas de manga larga, pantalones largos, guantes impermeables, zapatos y calcetines. Además, quienes lo mezclan, cargan y aplican deben usar respiradores con filtro de polvo / neblina.

Intervalo de reingreso (IDR), e intervalo a cosecha (IAC): El Estándar de Protección de Trabajadores de la EPA requiere un mínimo de 4 horas antes de volver a ingresar a un campo tratado. El intervalo a cosecha es de cero días.

Efecto sobre el medio ambiente: El riesgo que representan las aplicaciones del producto para el medio ambiente parece ser bajo. Coniothyrium minitans es resistente a la descomposición por la luz, pero no a las altas temperaturas (por encima de los 40°C). Es insoluble y se ha descubierto que tiene una baja toxicidad para los peces y las algas. En ausencia de esclerocios de Sclerotium (su fuente de alimento), se cree que su capacidad de control biológico persiste a niveles bajos.

Efectos en la salud humana:  En términos de salud humana, el riesgo parece ser mínimo. La Toxicidad de Coniothyrium minitans a diferentes formas de exposición es la siguiente:

Dosis oral aguda LD50 (rata) Relativamente no tóxica (>2500mg/kg)

Dosis dermal aguda LD50 (rata) Relativamente no tóxica (>2500mg/kg)

Dosis intraperitoneal aguda LD50 (rata) Relativamente no tóxica (>2000mg/kg)

Dosis por inhalación aguda (rata) Relativamente no tóxica (>12.74 mg/litro de aire)

Irritación de los ojos (conejo) Ninguna

Irritación de la piel (conejo) Ninguna

Referencias: Caldwell, B., Sideman, E., Seaman, A., Shelton, A., & Smart, C. (2013). Resource Guide for Organic Insect and

                       Disease Management. Geneva, New York: CALS Communications.

Cómo liberar el Manganeso y otros Metales de las Reservas existentes en el Suelo PARTE 4

Si contemplamos el panorama agrícola convencional, los 2 microelementos más ampliamente utilizados en la producción de cultivos extensivos son el Boro y el Zinc. Es muy común que los productores apliquen Zinc en el surco al momento de la siembra como arrancador, pero no aplican Manganeso ni Fierro con este propósito.

Cuando comenzamos a considerar esto y a comprender el potencial redox del suelo, es decir su capacidad reductora u oxidativa, de pronto se vuelve muy claro que la razón por la que el Zinc se ha convertido en un elemento fudamental y su uso se ha vuelto más generalizado, es porque no experimenta cambios redox. El Zinc no está en el suelo en diferentes estados de oxidación, no cambia de reducido a oxidado y viceversa. Este elemento siempre se encuentra en el suelo en la forma Zn++, por lo que siempre está disponible para las plantas.

Posiblemente la razón por la que no se han observado las respuestas favorables de rendimiento que el Manganeso y el Fierro pueden provocar en la Agricultura de producción comercial, es porque se están aplicando productos en en entorno inadecuado, esto es, en un ambiente oxidado en el cual se oxidan inmediatamente y la planta no se beneficia de ellos. No es que el producto no sea efectivo, sino que se aplicó a un suelo que lo oxidó inmediatamente y las plantas no pudieron aprovecharlo.

Cuando hacemos un análisis de savia y equilibramos los niveles de micronutrentes, ciertamente el zinc es importante ya que nos da un mayor tamaño de hoja, una mayor capacidad de fotosisntesis, etc. pero no al nivel que lo hacen el Manganeso y el Fierro. Estos 2 microelementos también tienen una influencia muy significativa en la fotosíntesis y en el desempeño del cultivo, sin embargo, son subestimados y excluidos porque históricamente se han aplicado en la forma equivocada y en un ambiente inadecuado.

Consideraciones importantes de Manejo nutricional y del entorno redox

– La mejor fuente de Silicio para un cultivo es una intensa actividad microbiana. Existe una correlación directa entre la actividad microbiana y la absorción de Silicio por parte de las plantas.

  Para el combate de plagas y/o enfermedades se sugiere aplicar Silicato de Potasio via foliar, por separado, ya que en un material difícil de mezclar.

– Si el estiércol líquido está debidamente fermentado, entonces estará reducido. Hoy en día mucho estiércol liquido no está realmente fermentado. No tiene una adecuada actividad biológica, por ello forma costras y presenta un sedimento lodoso. Eso es un indicador de que la actividad biológica prácticamente se ha detenido, y dado que tiene un alto contenido de sal, tenemos algo que es biológicamente anaeróbico, y en su mayor parte también biológicamente muerto.

-En base a la experiencia hemos detectado que no existe una correlación entre los niveles de Manganeso reportados en un análisis de suelo y la absorción de Manganeso por parte del cultivo (al parecer, el análisis de suelo también recoge el Manganeso oxidado). Es posible que los suelos tengan altos niveles de Manganeso y, sin embargo, el cultivo tenga una pobre absorción. Cabe mencionar que el método de extracción Melich 3 o la extracción mediante acetato de amonio no nos dan una representación de la reserva total de Manganeso o Fierro del suelo. Si se realiza un ensayo de minería en un laboratorio, se verá rápidamente que muchos suelos tienen cientos o miles de libras de Manganeso y Fierro en las seis pulgadas superiores, lo cual es una reserva muy importante.

 El Manganeso es esencial como cofactor enzimático de una enzima específica necesaria para que se lleve a cabo la hidrólisis del agua. Este elemento no se consume en sí mismo, simplemente repite el proceso una y otra vez. No es que se tenga que aplicar constantemente, pero ciertamente el cultivo requiere de un suministro constante que el suelo debe ser capaz de proporcionar diariamente durante el ciclo del cultivo.    

Aunque actualmente muchos opinan que la labranza en general es una práctica negativa, esto no es así, todo depende del contexto. Un suelo compacto que no tiene buena infiltarcion de agua tampoco va a tener un buen intercambio gaseoso por lo que demanda condiciones de aireación y se beneficiaria de las prácticas de labranza para iniciar su proceso de desarrollo, sin embargo, la labranza tampoco debe ser una actividad necesaria a largo plazo.

-Probablemente los niveles altos de bicarbonatos en el agua de riego, tengan un mayor impacto en la oxidación en comparación con las aportaciones de fertilizantes oxidantes   

Si bien es cierto que hay un efecto redox en la disponibilidad del Fósforo, este no es tan significativo como el que ejerce la biología. De hecho, la biología del suelo debería ser la promotora de la absorción de este elemento.

 Los aniones macronutrientes Fósforo (P), Azufre (S) y Nitrógeno (N) tienen oscilaciones redox muy amplias. En el caso del   Nitógeno, por ejemplo, los estados de oxidación pueden variar de N -3 a N+4 (todos los componentes que se forman en la conversión del Amonio al Nitrato), para el azufre se tienen Sulfuro, Sulfatos, etc., en el caso del Fósforo tenemos fosfuros, fosfatos, etc. Desde una perspectiva química, dichos elementos están más disponibles en algunos de los estados de oxidación mencionados, sin embargo, cuando se trata de un sistema biológico el propósito es que la planta absorba dichos nutrientes mediados por la biología del suelo. Es decir, lo que se busca es tener un suministro biológico en lugar del suministro iónico.

-Hemos observado que los cultivos producidos con acolchado plástico en bandas de 3 a 5 pies de ancho (0.90 a 1.5 m), pueden producir abundantes comunidades microbianas debajo de este. Al parecer la biología parece no sufre de lo que apreciaríamos como un limitado intercambio gaseoso.  Los efectos negativos significativos se han visto cuando tenemos plástico aéreo, como en el caso de un invernadero donde hay plástico de 30 pies de ancho (9.0 m) que delimita el espacio de crecimiento de las plantas, y esto a su vez limita la disponibilidad de CO2 y también limita la biología.

La avena y el trigo sarraceno manejados en hileras como cultivos de cobertura entre cultivos perennes como la uva por ejemplo; si se cortan en su etapa de madurez, proporcionarán el mismo beneficio que cuando se manejan en rotación con cultivos anuales como en el caso de maíz. Esto se debe a la población microbiana que hay en el sistema radical y no a un beneficio por la incorporación del cultivo de cobertura. Se trata de un efecto que dichos cultivos   (avena y trigo sarraceno) tienen en el sistema de raíces y los tipos de biología con los que establecen una relación Simbiótica, mismos que tienen un efecto reductor muy fuerte en el suelo.

El potencial redox en el suelo se puede medir con instrumentos llamados ORP (potencial de reducción de oxidación) y  la medición se puede realizar de forma muy simple; sin embargo, a pesar de la importancia del equilibrio redox, no es  necesario hacerla. Dicha medición no es significativa debido a que continuamente hay fluctuaciones en uno u otro sentido (oxidación-reducción). Es decir, si se presenta una pulgada de lluvia (25 mm), el suelo se va a mostrar reducido y cuando se seca se va a mostrar muy oxidado. Por ello, lo más importante no es el dato obtenido de la medición, sino el tipo de población microbiana presente, ya sea una población microbiana reductora que es supresora de enfermedades o bien una población microbiana oxidante que favorece la presencia de éstas.

 En conclusión, podemos decir que la biología existente en el suelo es mas importante que la cifra química obtenida.

Fuente: “How to release Manganese and Other Metals from Soil Reserves” Webinar hosted by AEA. Featuring John Kempf 

   

Cómo liberar el Manganeso y otros Metales de las Reservas existentes en el Suelo PARTE 3

Podemos utilizar algunas prácticas culturales para cambiar los suelos al estado reducido y alejarlos de la oxidación. No es que la oxidación en si misma sea un problema o que sea nociva; de hecho, se necesita tener algo de oxidación en el suelo. Sabemos que es necesario tener un buen intercambio gaseoso y que el oxígeno fluya en el perfil; el problema es que como consecuencia de nuestras prácticas culturales tradicionales hemos afectado el proceso de oxido-reducción.

Realmente nuestros suelos están fluctuando todo el tiempo. Si tenemos condiciones de sequía, se mueven en dirección a la oxidación y cuando se saturan, se mueven en dircción a la reducción, se supone que continuamente hay oscilaciones. Un suelo sano tiene la capacidad de amortiguar (atenuar) la velocidad con la que se presentan estas fluctuaciones, de lo contrario, los cambios hacia uno y otro lado serían muy rápidos y se produciría mucha inestabilidad.

“Equilibrar” es el término científicamente correcto para referirnos a la capacidad de los suelos para amortiguar los cambios rápidos de oxidación–reduccion que se presentan, por eso se habla de “equilibrio redox”

Como se mencionó anteriormente, el problema no es que nuestros suelos se oxiden ocasionalmente, el problema es que como resultado dell manejo agrícola que se ha hecho a través del tiempo (prácticas tradicionales de labranza, aplicaciones de cal agrícola y de fertilizantes químicos), nuestros suelos se han movido hacia la dirección de oxidación hasta el punto de estar predominantemente oxidados, y no están desplazándose hacia la dirección de reducción, es decir, no están regresando al estado reducido. Asi pues, nuestra labor es ayudar a que retomen esa dirección, en otras palabras, facilitar la fluctuación de la oxidación a la reducción. Si logramos hacer esto, podremos tener un aumento en la disponibilidad de micronutrientes, en el rendimiento y en la calidad de nuestros cultivos y en la resistencia a plagas y enfermedades, mismo que corresponderá a una mayor disponibilidad de Manganeso y Fierro y al incremento en la presencia de microorganismos supresoresde enfermedades.

Algunas prácticas de manejo agrícola para llevar los suelos en dirección a la reducción son las siguientes:

Reducir la labranza. El propósito es reducir la aireación paradisminuir el efecto oxidante. En ciertos entornos de cultivo esto no es posible, sin embargo, lo es en muchos más de los que suponemos. Si bien es cierto que algunos suelos necesitan aireación; hoy en día, la mayoría de los suelos agrícolas están sobre aireados.

Establecer abonos verdes: Este es uno de los principios fundamentales de los sistemas de agricultura regenerativa para mantener los suelos cubiertos. La Fotosíntesis es uno de los procesos reductores más eficientes que se conocen en los sistemas biológicos. De manera que cuando las plantas fotosintetizan activamente, se logra el efecto de reducir el ambiente del suelo a largo plazo. Por este motivo, es necesario tener los suelos cubiertos con plantas en crecimiento, nunca debemos tener suelos desnudos y expuestos.

Rotaciones de cultivos: Especialmente utilizando algunos de los cultivos más reductores. Hay muchas plantas de las que desconocemos el impacto sobre la biología del suelo. Suponemos que cuando están completamente sanas son resistentes a plagas y enfermedades y pueden tener un impacto reductor debido a los diferentes tipos de metabolitos secundarios que producen y envían a través del sistema radical. Algunos cultivos tienen un efecto reductor muy marcado, incluso cuando no están en un nivel de sanidad óptimo. Este es el caso de las avenas, el trigo sarraceno, la alfalfa, la mayoría de las leguminosas (leguminosas forrajeras, trébol), plantas del género Brassica y el maíz no transgénico.

  El maíz transgénico tiene un efecto oxidante; el trigo tiene un efecto oxidante muy fuerte (al menos las variedades modernas de trigo) y suponemos que el centeno es relativamente neutral, tal vez se ubique en el lado ligeramente oxidante.

  La conclusión es que en nuestras mezclas de cultivos de cobertura y en nuestras rotaciones de cultivos, necesitamos tener una proporción importante de las especies que previamente enlistamos como reductoras, tanto como sea posible, para mover el suelo en dirección a un ambiente reducido.

Mantener los suelos húmedos: Esto nos lleva nuevamente a conservar los suelos cubiertos. En un contexto donde el riego es importante, puede ser una estrategia muy útil para el control de enfermedades.

Algunos microorganismos como Fusarium y Rhizoctonia dependen de la oxidación del Manganeso en las proximidades de la raíz y no pueden causar una infección cuando el suelo está húmedo. Por ello, si estamos produciendo una sandía que tiene susceptibilidad a Fusarium, el simple hecho de asegurarse de tener un buen riego y de mantener el suelo húmedo en la hilera puede terminar con el problema.

Evitar las aplicaciones de fertilizantes de síntesis química, nitratos y piedra caliza: La piedra caliza, que contiene  Oxígeno en forma de Carbonatos, tiene un efecto oxidante significativo, por lo que solo hay que aplicarla cuando se necesite Calcio y no en base al pH. Por otra parte, las aplicaciones foliares que intensifican la fotosíntesis son un factor que puede tener un impacto reductor significativo. Como se mencionó anteriormente, la fotosíntesis es un proceso bioquímico que tiene un efecto reductor muy fuerte sobre la biología del suelo, asi que cualquier aplicación foliar que la impulse puede lograr dicho efecto.

Hemos observado que cuando manejamos un cultivo de cobertura e incluimos estas sugerencias de manejo, la disponibilidad de Manganeso y Fierro puede aumentar muy rápidamente a corto plazo.

Por ejemplo, si tuvimos un cultivo de cobertura de avena, esperaríamos ver un aumento en la absorción de Manganeso en el cultivo subsecuente. Se sabe que los cultivos de maíz que siguen a uno de avena son de mayor rendimiento y lo mismo ocurre cuando se siembra soya después de avena. En estos casos se obtiene un rendimiento significativamente más alto y una mayor resistencia a enfermedades debido al aumento en la disponibilidad de Manganeso que proporciona el cultivo de cobertura.

En base a lo que hemos observado podemos decir que hasta que no se llegue al punto en el que los suelos aumenten el suministro de Manganeso y Fierro a la planta, es una pérdida de dinero aplicar ambos elementos al suelo y esperar que se solucione el problema de abastecimiento, esto no funciona. Es decir, no hay una mayor absorción de Manganeso y Fierro del suelo, porque mientras éste permanezca oxidado, cualquier cosa que se aplique, se oxida rápidamente y las plantas no lo absorben.  Por lo anterior, la solución a corto plazo para incrementar la fotosíntesis, es aplicar Manganeso y Fierro en forma foliar; pues en tanto que el suelo no los esté liberando, digamos que hay que alimentar el cultivo “con cuchara”. Muy frecuentemente los agricultores no quieren hacer esto y argumentan no estar preparados para ello; sin embargo, si están aplicando herbicidas, fungicidas e insecticidas, pueden aprender a nutrir su cultivo por vía foliar. En este sentido, las recompensas económicas son significativas por la importancia que el Manganeso desempeña para el proceso de fotosíntesis. A partir de aplicaciones foliares de Fierro y Manganeso podemos ver aumentos sustanciales en rendimiento y calidad; se trata de una aplicación con un retorno de inversión muy considerable.

Mover los suelos en dirección a la reducción para llevarlos a un equilibrio redox puede aumentar la disponibilidad de Manganeso y Fierro para la planta de 1x a 40x (medido por la absorción del cultivo), lo cual es un cambio importante. Tan solo aumentar la disponibilidad de Manganeso en un 100% (1x), realmente es muy relevante. Si por ejemplo en el perfil de suelo se tienen 2 onzas por acre (0.140 kg/ha) de Manganeso reducido, esto aumentaría a 4 onzas por acre (0.28 kg/ha) de Manganeso disponible, lo que va a tener un impacto significativo tanto en el rendimiento como en la resistencia a las enfermedades. De aquí que un aumento de 1x puede ser enorme.

En conclusión, cuando el entorno redox y la biologia asociada están funcionando correctamente, se puede suministrar el 100% de los requerimientos de Manganeso y Fierro de un cultivo simplemente liberando lo que está en el perfil del suelo. Estos son 2 de los micronutrientes que tienen algunos de los impactos más significativos en lo que respecta al rendimiento y la resistencia a las enfermedades.

 Fuente: “How to release Manganese and Other Metals from Soil Reserves” Webinar hosted by AEA. Featuring John Kempf    

Cómo liberar el Manganeso y otros Metales de las Reservas existentes en el Suelo PARTE 2

Cuando pensamos en oxidación versus reducción y tomamos al Manganeso como ejemplo (aunque esto también es cierto para otros minerales traza como el Fierro, el Cobalto y el Cobre); este elemento solamente es biodisponible y fisiológicamente activo para las plantas en su forma reducida, es decir,  tenemos formas reducidas versus formas oxidadas (Manganeso reducido ð Mn++ / Manganeso oxidado ðMn++++ )

Existen múltiples estados de oxidación, en el caso del Fierro se puede tener un doble, triple o cuádruple positivo (Fe++, Fe+++, Fe++++).  Al respecto, es importante establecer una diferencia significativa que hemos observado en campo en relación con ambos elementos.

Las plantas no parecen absorber Manganeso en estado oxidado, por lo que es posible tener suelos con altos niveles de Manganeso y que el análisis foliar y el análisis de savia reporten que el cultivo es deficiente.

A diferencia de lo que sucede con el Manganeso, cuando se tienen suelos con altos niveles de Fierro (cabe mencionar que la mayoría de los suelos tienen niveles altos de Fierro oxidado y niveles bajos de Fierro reducido); si el suelo tiene una gran cantidad de Fierro oxidado, la planta lo toma, y es posible que el análisis foliar reporte niveles altos de Fierro, pero el análisis de savia reporte una deficiencia. Esto quiere decir que, aunque el Fierro está siendo absorbido por la planta en su forma oxidada, no es fisiológicamente activo dentro de ella y se almacena en las vacuolas. Empíricamente esto es muy fáicl de corroborar. Si los resultados de un análisis foliar reportan que tenemos niveles altos de Fierro, podemos constatarlo simplemente realizando una aplicación foliar de dicho elemento en el estado de oxidación correcto y observando si se obtiene una respuesta excepcionalmente fuerte por parte del cultivo.

Una consideración importante es que las plantas tienen un potencial ascendente para incrementar su proceso de fotosíntesis y seleccionamos al Manganeso como ejemplo, debido a la importancia que tiene para lograr esto.

La mayoría de las plantas que aceptamos como normales están fotosintetizando entre el 15 y 20% de su eficiencia fotosintética inherente. ¿Que pasa si podemos aumentar esta eficiencia al 40 o 60%? Obtenemos un extraordinario aumento en el secuestro de Carbono, mejor desempeño de la planta y mayor rendimiento. Ahora bien, ¿que se necesita para pasar del 15% al ​​40% de eficiencia fotosintética? ¿Que se requiere para lograr ese objetivo? Los factores que se deben tener en cuenta para alcanzarlo son bastante simples:

Necesitamos tener niveles adecuados de CO2, niveles adecuados de humedad, buenas concentraciones de clorofila en la planta y luz solar.  Todos sabemos que se requieren estos 4 elementos, pero hay un quinto elemento y se trata del úniconutriente que vale la pena mencionar por separado, y ese es el Manganeso.

El primer paso del proceso de fotosíntesis consiste en que la molécula de agua, que fue absorbida por la planta, tiene que ser disociada en iones Hidrógeno (H) e Hidroxilo (OH); es decir, pasamos de H2O a H+y OH. Este momento de separación de la molécula de agua se denomina “hidrólisis del agua” y las enzimas que se requieren para que se lleve a cabo (metaloproteínas), requieren del Manganeso como cofactor. Por consiguiente, debido a que muchos cultivos tienen deficiencia de Manganeso, este elemento se convierte en un importante factor limitante de la fotosíntesis.

En muchos casos hemos podido observar que el Manganeso tiene un impacto significativo en el incremento del rendimiento y en el aumento de la resistencia a enfermedades por ser fundamental para aumentar la fotosíntesis y por ser comúnmente deficiente.

En comparación con la década de los 70´s y debido a que la labranza tiene un efecto oxidante, actualmente muchos suelos agrícolas están excesivamente oxidados como resultado de la realización de prácticas culturales que tradicionalmente se han utilizado.

Biología aeróbica versus anaeróbica y bacterias en el contexto de un entorno redox

El siguiente gráfico redox es de Olivier Hussan, ingeniero agrónomo especializado en agronomía tropical y doctorado en Agronomia en la Universidad de Wageningen en los Países Bajos. En el colocamos 4 ovalos que representan 4 diferentes grupos de organismos. Es importante dejar claro que no están colocados con precisión, sino solo a manera de ilustrar una idea. Podemos observar que si nos desplazamos hacia la parte superior derecha tenemos un ambiente más oxidado, y a medida que nos movemos hacia la parte inferior izquierda tenemos un ambiente más reducido.

Cuando se habla sobre las bacterias y la biología del suelo, generalmente se menciona aeróbico versus anaeróbico, blanco y negro, bueno contra malo. Sin embargo, como se puede ver en el gráfico, la reducción versus la oxidación ocurre en un rango, es decir, aeróbico versus anaeróbico sucede en un rango, no se trata de opuestos.

Las bacterias aeróbicas ubicadas en la parte superior derecha del grafico, son un elemento importante. Cuando son dominantes en un ambiente de suelo y están muy cerca del Manganeso, el Fierro, etc., absorben parte de estos minerales, la usan para sus propias células y la envían de regreso al entorno. Esta interacción microbiana tiene un claro efecto oxidante, por lo que otra forma de referirnos a bacterias aerobicas versus bacterias anaeróbicas es señalarlas como bacterias oxidantes versus bacterias reductoras.

Las bacterias aeróbicas tienden a producir un efecto oxidante y limitan la disponibilidad del Manganeso, Fierro y otros microelementos metálicos en el perfil del suelo, por lo que también son promotoras de enfermedades, en otras palabras, las empeoran. De hecho, muchos patógenos están en este grupo aeróbico, Fusarium, Verticillium, Phytophthora, Pythium, etc., aunque hay excepciones, son oxidantes y dependientes de la presencia de Manganeso oxidado, además tienen la capacidad de convertir el Manganeso en el sistema radical de la planta a la forma oxidada a fin de producir una infección (no pueden hacerlo sin cambiar el Manganeso a la forma oxidada). Si bien es cierto que muchas enfermedades están en este grupo aeróbico, también hay algunos patógenos y enfermedades que se encuentran en el extremo opuesto, es decir, se ubican en el grupo anaeróbico, en el lado inferior izquierdo del gráfico.

La parte más interesante del gráfico es que hay 2 grupos en la parte media, acerca de los que usualmente no escuchamos mucho: aeróbicos facultativos y anaeróbicos facultativos. El término facultativo en un lenguaje sencillo significa simplemente que estos organismos pueden prosperar tanto en ambientes ligeramente aeróbicos como ligeramente anaeróbicos. Tienen preferencia por alguno, pero pueden sobrevivir en ambos ambientes, y son estos 2 grupos que podemos ver en el centro del grafico los que comprenden a los organismos supresores de enfermedades. Los microorganismos de estos grupos suprimen la actividad de los microorganismos de los 2 grupos que se ubican en los extremos opuestos del grafico: el grupo aeróbico y el anaeróbico. Particularmente los organismos anaeróbicos facultativos, modifican el Manganeso, Fierro y demás; es decir, usan los electrones del Manganeso, el Fierro y los metales existentes en el perfil del suelo y los convierten a la forma reducida. En consecuencia, cuando están presentes en el suelo, la disponibilidad de Manganeso y Fierro aumenta significativamente.

Se necesitan diferentes entornos redox para que se manifiesten diferentes tipos de hongos, diferentes tipos de bacterias y diferentes enfermedades. Al respecto, ambos ambientes, aeróbicos facultativos y anaeróbicos, facultativos, son supresores de enfermedades.

 Fuente: “How to release Manganese and Other Metals from Soil Reserves”

                                                                                                                                      Webinar hosted by AEA. Featuring John Kempf