Proyecto Nº SC95-049 EVALUACION DE ESTRATEGIAS ALTERNATIVAS AL BROMURO DE METILO PARA EL MANEJO DE NEMATODOS EN CULTIVOS HORTICOLAS BAJO CUBIERTA Equipo Investigador: Soledad Verdejo Lucas (Dra. Far.) Antonio Carbonell Roure (I.T.A.) Javier Sorribas Royo (Dr. C.B.) César Ornat Longaron (L.B.) Equivalente de jornada completa: 2,30 Centro de Investigación: Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentaries. (IRTA). Cataluña. Duración: Coste: Enero 1995 - Diciembre 1997 Miles de pesetas: 6.385 Fianciación INIA 100% 1
PLANTEAMIENTO Y OBJETIVOS Los nematodos que causan daños de importancia económica en cultivos hortícolas son especies del género Meloidogyne. En la actualidad, este nematodo ha cobrado mayor importancia como patógeno vegetal debido a su rápida expansión, alta frecuencia de las infestaciones y diversidad de cultivos afectados. Meloidogyne ha pasado a ser un problema nematológico importante en algunas zonas del país desplazando a otros nematodos de importancia económica, como son las especies de Heterodera. La mayor incidencia de Meloidogyne coincide en el tiempo con la intensificación de los cultivos hortícolas y desarrollo de los cultivos protegidos; ambas circunstancias han podido favorecer el desarrollo epidemiológico del nematodo por la presencia de plantas hospedadoras durante todo el año y el incremento de la temperatura del suelo en los cultivos bajo cubierta. Otro factor que también ha podido contribuir a la rápida expansión de Meloidogyne es el monocultivo practicado en muchas zonas hortícolas o la especialización del agricultor en un reducido número de cultivos de alto valor económico que son hospedadores del nematodo. El control de enfermedades y plagas en cultivos bajo cubierta (invernaderos) se realiza fundamentalmente mediante la desinfestación del suelo con fumigantes, siendo el bromuro de metilo un producto muy utilizado en algunas áreas del país. La agricultura española, particularmente la intensiva, es una consumidora importante de este compuesto, ocupando el segundo lugar, tras Italia, en la Unión Europea (4.000 toneladas en 1995, año en que se inició este proyecto). El uso de nematicidas para el control de nematodos ha ocasionado riesgos para la salud y problemas medio-ambientales por lo que varios de estos productos han sido retirados del mercado. El objetivo de muchos países de la Unión Europea es desarrollar estrategias para el control integrado de plagas y enfermedades en el marco de una agricultura sostenible no fundamentada en el uso de biocidas tóxicos de amplio espectro y, que conlleve una reducción de los insumos y una optimización de los recursos disponibles. Los tratamientos preplantación con fumigantes del suelo (bromuro de metilo sodio, 1,3 dicloropropeno, dazomet, etc.) son prácticas habituales y generalizadas en invernaderos. Sin embargo, el importante coste económico (incremento de los costes de producción), riesgo para la salud (exposición de los usuarios a productos altamente tóxicos) y repercusión medioambiental (desequilibrios de la microflora y fauna del suelo e impacto sobre la atmósfera), aconsejan un cambio en las estrategias de control de los organismos patógenos para los cultivos. La identificación correcta y precisa de las especies de Meloidogyne tiene especial importancia cuando las estrategias de manejo no están fundamentadas en el uso de nematicidas. Las poblaciones de Meloidogyne pueden estar constituidas por más de una especies del nematodo, las cuales, pueden cohabitar en un mismo espacio. Ciertos cultivos pueden modificar la frecuencia de las especies residentes en un campo y por tanto, favorecer el incremento de una de las especies en detrimento de las otras. Por tanto, era importante conocer el efecto de las secuencias de cultivos sobre la composición y proporción relativa de las especies que infestan un campo y el efecto de las secuencias de rotación sobre la proporción relativa de las mismas. Las estrategias evaluadas en este proyecto han sido: a) Potencial de los cultivares de tomate resistente a Meloidogyne como método de control. b) Efecto de la aplicación de nematicidas no fumigantes. c) Efecto de correctores biológicos sobre las densidades de población del nematodo. d) Efecto del nematodo sobre la producción de tomate, pepino y lechuga. 2
e) Influencia de la secuencia de cultivos sobre la persistencia del nematodo. f) Cambios en la composición de las poblaciones de Meloidogyne con la secuencia de cultivos. RESULTADOS ƒel uso de cultivares de tomate resistente en el cultivo de primavera, en sustitución de los susceptibles, puede ser una estrategia de control útil para los invernaderos del litoral catalán infestados por Meloidogyne. La severidad de la enfermedad, determinada por el índice de agallas y porcentaje de plantas con síntomas, era menor en los cultivares resistentes que en los susceptibles. ƒen general, la aplicación de nematicidas no fumigantes no contribuyó al incremento de la producción del cultivo, ni a disminuir el nivel de infestación de las parcelas, quizás debido a su acción nematostática y a la aplicación subóptima de los mismos. ƒlas pérdidas de producción más altas se registraron en pepino debidas a las poblaciones iniciales altas del nematodo (> 800 nematodos / 250 cm 3 de suelo). La susceptibilidad de este cultivo y las altas temperaturas del suelo en los invernaderos durante el verano que contribuyeron a las pérdidas. En tomate, se observaron pérdidas de producción superiores al 20% cuando las poblaciones iniciales superaban los 500 nematodos / 250 cm 3 de suelo. Las pérdidas de producción en lechuga no eran atribuibles al nematodo. ƒmeloidogyne persistió en todo los invernaderos estudiados y las densidades de población tendían a ser más altas en invernaderos con tres que con dos cultivos anuales. En la secuencia tomate-pepino-lechuga, Meloidogyne incrementaba después de tomate susceptible en primavera, alcanzaba los valores máximos después de pepino y disminuía después de lechuga. Sin embargo, en invernaderos con dos cultivos anuales, el nematodo incrementaba después de tomate en primavera y tendía a disminuir durante el resto del año. ƒlas poblaciones de Meloidogyne que infestaban los invernaderos estudiados estaban constituidas por individuos de una sola especie del nematodo y pertenecían a M. javanica, M. incognita o M. arenaria. No se detectaron poblaciones mixtas del nematodo. ƒse identificó una población virulenta de M. javanica que rompía la resistencia genética conferida por el gen Mi en tomate según se demostró en cultivo monoxénico, contenedor, microparcelas y campo. INFORMACIÓN CIENTIFICA Y TECNICA PROPORCIONADA POR EL PROYECTO. POSIBLES APLICACIONES. La información generada por este proyecto es de aplicación inmediata al agricultor ya que los ensayos se han llevado a cabo en invernaderos comerciales naturalmente infestados por Meloidogyne. Periódicamente, se han mantenido reuniones con los técnicos de las Agrupaciones de Defensa Vegetal (ADV) para comunicarles los resultados más relevantes del proyecto. Se han realizado dos charlas divulgativas para los agricultores de las comarcas de El 3
Maresme y Baix Llobregat, principales beneficiarios de los resultados del proyecto. También se ha participado en cursos de formación de técnicos de cooperativas, para exponer los principales factores que favorecen o inhiben el desarrollo epidemiológico de Meloidogyne y las medidas de control disponibles. A nivel técnico, se ha puesto de manifiesto que uno de cada dos invernaderos de las comarcas de El Maresme y Baix Llobregat están infestados por Meloidogyne. También se ha concienciado a los agricultores del problema crónico que representan los nematodos. Por otra parte, algunos agricultores de la comarca de El Maresme con problemas de Meloidogyne en sus invernaderos ya han realizado cambios en las prácticas de manejo de los cultivos para afrontar la problemática nematológica. Entre estas prácticas adoptadas cabe destacar la introducción de cultivares resistentes de tomate en la secuencia de cultivos habitual, en lugar de los susceptibles, arrancar las raíces infectadas al acabar el cultivo y aumentar el tiempo entre la aplicación de nematicidas no fumigantes y el trasplante para mejorar su eficacia. Las densidades de población de Meloidogyne tendían a ser más altas en los invernaderos con tres cultivos por campaña que en aquellos con dos cultivos anuales. La secuencia de cultivos más habitual en los invernaderos del litoral catalán es tomate en primavera, pepino en verano y lechuga en otoño-invierno. En esta secuencia, la densidad del nematodo incrementaba después del cultivo de tomate susceptible, pero disminuía después de tomate resistente, alcanzaba los valores más altos después del cultivo de pepino y disminuía después del cultivo de otoño-invierno. En contraste, en los invernaderos con dos cultivos por campaña, la densidad de población de Meloidogyne incrementaba después del cultivo de primavera y tendía a disminuir durante el resto del año. El incremento poblacional del nematodo después del pepino fue un resultado consistente en todos los invernaderos y campañas agrícolas y los síntomas de daño se observaron con mayor frecuencia en este cultivo que en los restantes estudiados. Las poblaciones del nematodo disminuían después del cultivo de otoño-invierno con independencia del cultivo realizado (lechuga, ajo, o rábano). Esta reducción de las densidades de población puede atribuirse al descenso de las temperaturas del suelo en esa época del año que limita el desarrollo del nematodo. Otro aspecto interesante de la información generada por este proyecto es la relación encontrada entre las poblaciones iniciales del nematodo con las pérdidas de producción en algunos de los ensayos realizados. Así, en el cultivo de tomate de primavera, poblaciones iniciales superiores 500 nematodos /250 cm 3 suelo dieron lugar a diferencias de producción de más de un 20%. En el cultivo de verano de pepino, las pérdidas de producción registradas (40-65%) se observaron con poblaciones iniciales superiores 800 nematodos/250 cm 3 suelo. En el cultivo de otoño-invierno, no se produjeron pérdidas atribuibles al nematodo en la lechuga. A nivel científico, se ha puesto de manifiesto que para la evaluación del comportamiento de los cultivares resistentes en campo es preciso determinar otros parámetros, además de la población final (Pf), como son el índice de agallas y el porcentaje de plantas con agallas ya que estos parámetros proporcionan información sobre la severidad del ataque. El valor de la Pf por si sola puede dar lugar a interpretaciones equívocas ya que se pueden encontrar niveles similares del nematodo al final del cultivo en las parcelas plantadas con tomate resistente o susceptible. Estos resultados pueden explicarse de la siguiente manera: Por una parte, el incremento poblacional del nematodo en los tomates susceptibles es inferior a su potencial de crecimiento debido a la disrupción de tejidos causada por el nematodo. Por otra parte, los cultivares comerciales de tomate resistente permiten cierto nivel de reproducción del nematodo (hasta 10-20% respecto a los susceptibles), y además, algunas plantas de tomate 4
resistente se comportan como susceptibles ya que el gen de resistencia suele ir en heterocigosis y puede haber segregación del mismo en una proporción de plantas. La combinación de ambos factores, unido a la variabilidad asociada a la distribución en agregados del nematodo, hace que al comparar las Pf no haya diferencias estadísticas. El efecto remanente del cultivo de tomate resistente en los cultivos posteriores avala esta hipótesis. La virulencia de la población de M. javanica-27 detectada en invernadero 27 puede considerarse como virulencia natural, no adquirida, ya que no existe constancia en el historial de este invernadero de una presión de selección por exposición previa del nematodo a cultivares con el gen Mi de resistencia. La frecuencia de aparición de patotipos virulentos de Meloidogyne al parecer es baja ya que el equipo investigador ha examinado más de 100 poblaciones del nematodo y la única población virulenta identificada, hasta la fecha, ha sido la M. javanica-27. Por otra parte, es importante reseñar que algunas poblaciones de Meloidogyne pueden dejar después del cultivo de tomate resistente densidades de población residuales considerablemente altas en campos infestados sin que necesariamente sean poblaciones virulentas ya que la tasa de multiplicación de estas poblaciones en cultivares resistente es muy inferior a la alcanzada en susceptibles en estudios comparativos realizados anteriormente a este proyecto por el equipo investigador. Las razones expuestas en el párrafo anterior explican la reproducción del nematodo en cultivares resistentes. FORMACION DE PERSONAL Elaboración y presentación de la tesis doctoral de César Ornat Longaron, titulada Epidemiología de Meloidogyne spp. en cultivos hortícolas, en la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona. Marzo, 1998. Apto cum laude. PUBLICACIONES Artículos científicos Ornat, C., Verdejo-Lucas, S., F. J. Sorribas. 1997. Effect of the previous crop on population densities of Meloidogyne javanica and yield of cucumber. Nematropica, 27. 83-88. Barceló, P., Sorribas, F. J., Ornat, C., Verdejo-Lucas, S. 1997. Weed hosts to Meloidogyne spp. associated with vegetable crops in Spain. Bulletin IOBC-WPRS, 20. 89-93. Verdejo-Lucas, S., Ornat, C., Sorribas, F. J. 1997. Management of root-knot nematodes in protected crops of Northeast Spain. Bulletin IOBC-WPRS, 20, 94-98. Ornat, C., Verdejo-Lucas, S., Sorribas F. J., Tzortzakakis, E. A. 1999. Effect of fallow and root destruction on survival of root-knot and root-lesion nematodes in intensive vegetable cropping systems. Nematropica, 29. 5-16. Sorribas, F. J., Verdejo-Lucas, S. 1999. Capacidad reproductiva de Meloidogyne spp. en cultivares de tomate resistente. Investigación Agraria 14. Artículos de divulgación 5
Verdejo-Lucas, S., Sorribas, F. J., Ornat, C., Español, M. 1996. Cultivares de tomate resistentes a nematodos. Hortoinformación, 36-39. Barceló, P., Sorribas, F. J., Ornat, C., Verdejo-Lucas, S. 1997. Las malas hierbas como reservorio del nematodo Meloidogyne. Phytoma España, 94. 28-32 Libros Verdejo-Lucas, S. 1999. Nematodes. En Integrated pest and disease management in greenhouse crops. Eds. R. Albajes, M. L.Gullino, J. C. van Lenteren & Y. Elad. Kluwer Academic Publish Trabajos presentados a congresos, reuniones, simposios, etc. Sorribas, F. J., Ornat, C., Verdejo Lucas, S. Reproducción de Meloidogyne incognita y Meloidogyne javanica en tomate resistente. VIII Congreso Nacional de la Sociedad Española de Fitopatología. Córdoba (España). Septiembre, 1996. Ornat, C. Sorribas, F. J., Verdejo Lucas, S. Persistencia de Meloidogyne spp. en invernaderos del Maresme, Barcelona. VIII Congreso Nacional de la Sociedad Española de Fitopatología. Cordoba (España). Septiembre, 1996. Ornat, C., Verdejo Lucas, S., Sorribas, F. J. El cultivo de tomate resistente al nematodo Meloidogyne para la protección del cultivo posterior de pepino. Primera Jornada de Protección Vegetal. ICEA. Barcelona (España). Noviembre, 1996. Ornat, C., Verdejo Lucas, S., Sorribas, F. J. Effect of the previous crop on population densities of Meloidogyne javanica and yield of cucumber. Third International Nematology Congress. Guadaloupe (Francia). Julio, 1996. Verdejo Lucas, S., Ornat, C., Sorribas, F. J. Root-knot nematodes in vegetable crops in Spain. 36ª Reunión Anual de la Society of Nematologits. Tucson, Arizona (USA). Julio, 1997. Ornat, C., Verdejo Lucas, S., Sorribas, F. J. Efecto del laboreo del suelo sobre las densidades de población de Meloidogyne. IX Congreso de la Sociedad Española de Fitopatología. Salamanca (España). Octubre, 1998. Sorribas, F. J., Ornat, C., Verdejo Lucas, S. Desarrollo de las poblaciones de Meloidogyne en lechuga. IX Congreso de la Sociedad Española de Fitopatología. Salamanca (España). Octubre, 1998. Melero, R., Sorribas, F. J., Ornat, C., Verdejo Lucas, S. Fluctuación de las densidades de población de Meloidogyne arenaria en cultivares de tomate susceptible y resistente. IX Congreso de la Sociedad Española de Fitopatología. Salamanca (España). Octubre 1998. Otros trabajos de difusión de resultados 6
Conferencias Título: Incidencia de los nematodos fitoparásitos en cultivos hortícolas y estrategias de control. Ponentes: S. Verdejo, C. Ornat y F. J. Sorribas. Organizada por: Agrupación de Defensa Vegetal del Alt y Baix Maresme y Baix Llobregat. Lugar: Mercado de la Flor. Vilassar de Mar. 17 enero 1996. Título: Nematodos en cultivos hortícolas. Ponentes: S. Verdejo, C. Ornat y F. J. Sorribas. Organizada por: Agrupación de Defensa Vegetal del Baix Maresme. Lugar: Mercado de la Flor. Vilassar de Mar. 3 marzo 1997. Título: Líneas de investigación en Nematología Ponentes: S. Verdejo Acto: I Jornadas de Tomate Lugar y fecha: Mercabarna. 3 diciembre 1997 Cursos impartidos Lucha integrada en cultivos hortícolas. Tema: Nematodos. Ponente: S. Verdejo. Organizada por: Centro de Investigación y Formación Agraria Lugar y fecha: La Mojonera, Almeria. 23 septiembre 1997. Control integrado bajo abrigo. Tema: Nematodos. Ponente: S. Verdejo. Organizada por: Centro de Investigación y Formación Agraria Lugar y fecha: Chipiona, Cadiz. 28 octubre 1997. 7