Tratamiento biológico de semillas.

Combinar cada vez más diferentes métodos de lucha contra las enfermedades se vuelve esencial en el escenario agrícola brasileño. Por si los aspectos ambientales fueran poco, la pérdida de sensibilidad de los patógenos a los principios activos y el reducido número de nuevos fungicidas requieren la asociación de control biológico y químico. Por lo tanto, es importante conocer el papel de las herramientas biológicas en el tratamiento de semillas contra enfermedades iniciales en soja y maíz.

Soja, mercancía de mayor importancia a nivel mundial, cada año ha batido récords de producción. Según CONAB (2016), la producción de esta leguminosa, en la cosecha 2015/2016 en Brasil, fue de alrededor de 95 millones de toneladas. En la cosecha 2016/2017, la estimación del IBGE (2017) es que se cosecharán alrededor de 110 millones de toneladas en el país, cifra que representaría un aumento de aproximadamente el 15% en la producción, con un pequeño aumento en el área cultivada, en relación con la última cosecha. Su producción fue de 16.669 millones de toneladas en la actual cosecha en Rio Grande do Sul, totalizando 5.499.742 hectáreas de área plantada. (IBGE, 2017). Lo que se ha observado en las últimas cosechas, especialmente en la soja, es que la mayoría de las enfermedades vienen con la semilla, lo que la convierte en la fuente de inóculo inicial de las principales enfermedades que causan daños a este cultivo, así como al maíz. En estos casos, el daño no se debe sólo al inóculo, sino también al causado al rodal del cultivo, lo que, dependiendo de la magnitud, conduce, en muchos casos, a la replantación de grandes superficies.

El maíz es el cereal con mayor volumen de producción en el mundo, y en Brasil, tercer productor mundial, el área ocupada por el cultivo ya supera los 15 millones de hectáreas con una producción alrededor de 90 millones de toneladas en la cosecha de 2016 (CONAB, 2016 ).

Si bien el desarrollo de técnicas de producción de estos cultivos se lleva a cabo desde hace varias décadas, aún presenta varios problemas que impiden alcanzar rendimientos cercanos a su potencial productivo. Pese a ello, en la última cosecha el promedio de productividad brasileño fue superior a los 5,4 mil kilos por hectárea. Aunque es relativamente baja en comparación con otros países, la productividad de los cultivos ha estado creciendo a un ritmo del 1,6% anual.

Cuanto mayor sea el tiempo entre la madurez fisiológica y la cosecha, mayor será la probabilidad de infestación de las semillas. Los principales patógenos incidentes son Fusariumsp., que causa daños a raíces, tallos y granos, Colletotrichum graminicola, responsable de las lesiones foliares y la pudrición del tallo, estenocarpella maydis, podredumbre más común encontrada en el maíz, Aspergillus flavus, que provoca la popular quema del grano con sus micotoxinas, Penicillium sp., provocando una reducción en la germinación, entre otros hongos que provocan pérdidas en la calidad de las semillas.

El tratamiento de semillas se convierte en una medida efectiva para aumentar la calidad del material genético y el poder germinativo, reducir el potencial de inóculo en las semillas, brindar mayor protección a las plántulas contra los hongos que habitan en el suelo y estandarizar el establecimiento inicial del cultivo. En este contexto, cabe señalar que el mercado de fungicidas para el tratamiento de semillas se ha más que duplicado en los últimos 10 años, siendo el cultivo de soja el responsable de este importante aumento. Se estima que el coste del tratamiento de semillas en el cultivo de soja ronda el 0,8%-2,0% del coste total de producción del cultivo, siendo, por tanto, una inversión de bajo coste que, además de evitar la introducción de patógenos en nuevas zonas reducirá las fuentes de inóculo primario en el cultivo, así como la incidencia y gravedad de algunas enfermedades.    

Test de cordura como herramienta en la elección de TS

Las semillas en general son la forma más eficiente de diseminar patógenos necrotróficos a largas distancias y, por tanto, es de gran importancia saber qué especies están presentes en el lote. De la misma manera que el ser humano, al presentar síntomas de una enfermedad, realiza una serie de pruebas para orientar el tratamiento, el análisis sanitario de las semillas que irán al campo determinará qué patógenos y en qué cantidades están presentes, para que es posible concluir qué fungicida para el tratamiento de semillas se debe utilizar.

En el cultivo de soja, varias enfermedades pueden transmitirse a través de las semillas, siendo las más relevantes para el debate los patógenos del suelo. Fusarium spp., Cercospora kikuchii, Colletotrichum truncatum, Sclerotinia sclerotiorum, Diaporthe/Phomopsis, Phytophthora soyae, Rhizoctonia solani, Pythium spp. e Stenocarpella maydis.

Fusarium spp.

Provoca el síndrome de muerte súbita en la soja responsable de la pudrición de las semillas, caída de las plántulas y muerte de la planta en la mitad al final del ciclo del cultivo, provocando mayores pérdidas cuando ocurre entre V5 y R1, por aborto de flores y vainas. Este género también causa daños a los cultivos de maíz, donde provoca enfermedades del tallo (Fusarium de las gramíneas) y pudrición de la mazorca (F. moniliforme).

Cercospora kikuchii

Enfermedad conocida como mancha morada o tizón foliar por Cercospora, fácilmente identificable por el color morado de las semillas. Sin embargo, cabe señalar que no todas las semillas moradas mostrarán síntomas de la enfermedad. Las semillas infectadas causan lesiones primarias en los cotiledones y el hipocótilo, iniciando así el ciclo primario de la enfermedad. Algunos datos demuestran que la transmisibilidad del patógeno a través de semillas ronda el 30%.

Colletotrichum truncatum

La antracnosis de la soja es una enfermedad que, una vez en las semillas, provoca la muerte antes o poco después de la emergencia. Además, al transmitirse al cotiledón se iniciará el ciclo primario de la enfermedad, donde las plantas que emergen presentan cancros con fructificación del patógeno (flechas) claramente visibles, a partir de los cuales se iniciará la infección de tallos y hojas, con la tasa de transmisibilidad. de esta enfermedad aproximadamente el 10%.

Sclerotinia sclerotiorum (moho blanco)

Es otra enfermedad que merece atención por parte del productor ya que es altamente destructiva y tiene una transmisibilidad vía semillas del 40%-70%. Es una de las enfermedades capaces de interferir en la germinación y, principalmente, la floración de la soja. El tratamiento de las semillas en el caso de esta enfermedad es de fundamental importancia, ya que el patógeno se encuentra en la cubierta de la semilla, donde comienza el proceso infeccioso. Una vez introducido en el cultivo y al contar con condiciones ambientales favorables, el hongo aumenta el número de esclerocios para las siguientes cosechas.

Diaporthe/Phomopsis

Es un complejo patógeno que ha mostrado creciente importancia en las últimas cosechas, provocando pérdidas de productividad, asociadas a diversas enfermedades: sequía de tallos y vainas, cancro del tallo y pudrición de las semillas. Aunque la principal forma de control es el uso de cultivares resistentes, el tratamiento de semillas con fungicidas del grupo de los benzimidazol (tiofanato de metilo, carbendazim y tiabendazol) reduce la transmisión de enfermedades y se recomienda para el control.

Phytophthora soyae, Rhizoctonia solani y Pythium spp.

Se trata de patógenos que también tienen la semilla como vehículo de diseminación. Se sabe que causan pudrición de las raíces y ocurren con mayor frecuencia en suelos húmedos. Pythium sp. Suele tener una alta incidencia en condiciones de temperaturas más bajas del suelo. El tratamiento de las semillas es esencial, especialmente en el caso de Phytophthora sojae que ha estado causando pérdidas considerables. Daños debidos a P. sojae son la pudrición de las semillas, la muerte de las plántulas y de las plantas adultas en cualquier estado de desarrollo. Los fungicidas que contienen metalaxil y mefenoxam son eficaces para controlar este patógeno en los tratamientos de semillas.

Rhizoctonia solani é un hongo polífago que puede causar humedecimiento de las plántulas y pudrición del tallo y la raíz tanto en la soja como en el maíz. Sin embargo, sus daños tienden a ser más severos en la soja. Normalmente el patógeno se identifica por lesiones de color marrón rojizo en las raíces justo debajo del nivel del suelo, provocando estrangulamiento del tejido afectado y muerte de las plantas.

estenocarpella maydis

 Las principales fuentes de inóculo. Stenocarpella macrospora e estenocarpella maydis Son semillas infectadas (MCGEE, 1988; CASA, 1997) y residuos de cultivos. Los síntomas clásicos son decoloración de la panícula, marchitez de las hojas, reducción del sistema radicular, pudrición del tallo y del grano.

El control biológico como herramienta en el TS

El tratamiento de semillas es un mercado en continuo crecimiento, dada la gran cantidad de patógenos necrotróficos que afectan a los grandes cultivos. En el escenario actual, donde existe un sistema de monocultivo intensivo, no se rompe el círculo vicioso de supervivencia de los patógenos, y, al no existir un control satisfactorio de estos hongos en las semillas, las enfermedades se transmitirán a la parte aérea, aumentando en consecuencia su gravedad. Si no existe un programa de control, la infección probablemente ocurrirá durante la floración, lo que resultará en nuevas semillas infectadas por estas enfermedades. Además del problema de salud, es posible resaltar la importancia del TS ante condiciones adversas de siembra donde se presenta déficit hídrico, suelos con bajas temperaturas y alto contenido de humedad, suelo compactado, siembra profunda, historial de vuelcos y cultivos en áreas nuevas. Además de las herramientas químicas, el uso de productos biológicos para el tratamiento de semillas está cobrando cada vez más importancia, y para ello se utilizan agentes de control que contienen tanto hongos como bacterias.

El control biológico de enfermedades es una práctica que se desarrolla desde hace más de 90 años y que está ganando cada vez más protagonismo en el mercado actual, en la búsqueda cada vez mayor de una agricultura sostenible. En el escenario brasileño, el control biológico se introdujo en la segunda mitad de los años 90 y desde entonces ganó más espacio. Según ABCBio (2015), actualmente se encuentran disponibles 107 productos comerciales registrados, de los cuales 78 son microbiológicos (hongos, bacterias y virus), 7 feromonas y 22 macrobiológicos. En el caso exclusivo del tratamiento de semillas para el control de enfermedades, actualmente existe un número mucho menor de productos registrados en comparación con otras modalidades de aplicación. Sin embargo, se ha avanzado mucho en la investigación al respecto, buscando nuevas alternativas y formulaciones para estos productos. Estrictamente hablando, el tratamiento de semillas ejerce dos principios de control de enfermedades: erradicación y protección. El primero se centra en la presencia ya establecida del patógeno en la semilla, lo que efectúa su control efectivo; el segundo establece la protección de la semilla sana contra patógenos que están presentes en el suelo y pueden actuar perjudicialmente sobre su viabilidad.

Cuando hablamos de adoptar control biológico, no se trata sólo de sustituir productos químicos, sino de avanzar hacia el desarrollo de sistemas de cultivo más sostenibles, con el uso integrado de medidas de control (químico, biológico, cultural, etc.).

Cuando se trata de productos biológicos, existen varios mecanismos utilizados por los microorganismos para controlar los organismos patógenos. Por definición, el control biológico es el control de un organismo por otro microorganismo. Para promover este control, estos microorganismos cuentan con varios mecanismos de acción, tales como: antibiosis, competencia, parasitismo, depredación, hipovirulencia e inducción de defensa del huésped (Bettiol, 1991). Sin embargo, también se aceptan otros conceptos, como el citado por Cook & Baker (1983) quien dice que el control biológico es la reducción, la suma de inóculo o actividades que determinan la enfermedad causada por un patógeno, realizada por uno o más organismos que no son el hombre. Desafortunadamente, existen muchos factores que interfieren con el éxito del control biológico, ya que, para tener éxito, es necesario tener un amplio conocimiento sobre las condiciones edafoclimáticas de la región, así como su ecología.

El suelo es un sistema vivo en el que interactúan plantas, microorganismos y fauna (Verhoef, 2004). En este ambiente tan complejo es posible encontrar tanto organismos benéficos como fitopatógenos, y en ambientes edáficamente equilibrados habrá una cantidad suficiente de microorganismos que promueven el control biológico natural y también la supresión del suelo ante enfermedades (Baker & Cook, 1974; Cook y Baker, 1983; Bettiol y Ghini, 2005).

En general, en la comunidad microbiana del suelo están presentes antagonistas de los siguientes géneros: Trichoderma sp., Pseudomonas sp., Bacillus spp. y otra. De estos, Trichoderma spp. Es Bacilo especies son los más estudiados hasta la fecha y, en el caso de Bacilo spp., se sabe que a pesar de verse afectado por el cambio climático, es uno de los géneros capaces de desarrollarse bien en un amplio rango de temperaturas. Sin embargo, para ambos Bacilo spp., en cuanto a Trichoderma sp., el efecto de la humedad del suelo es importante.

Debido a las diversas ventajas que ofrecen estos microorganismos para el control biológico, muchas empresas se han dedicado a la investigación, tanto de productos con aplicación foliar como de productos formulados para aplicación en surcos y tratamiento de semillas. Los dos últimos, principalmente para el control de hongos del suelo como Rizoctonia sp., Fusarium sp., esclerotinia sp., entre otros.

La Figura 1 presenta datos relacionados con el control proporcionado por diferentes productos aplicados mediante tratamiento de semillas en cultivos de soja y maíz sobre algunos patógenos de importancia económica.

La Figura 1 muestra que se observaron diferencias en el control de las dos enfermedades evaluadas en semillas y plántulas de maíz. Todos los fungicidas proporcionaron un control superior al control inoculado y observando los porcentajes de control que presentaron los tratamientos que contenían las dos especies de Bacilo especies (sp1 y sp2). En caso de Colletotrichum graminicola especie 2 de Bacilo sp. proporcionó un control ligeramente mayor que la especie 1. En relación al uso de las dos especies combinadas, hubo un efecto sinérgico positivo, con un aumento del control en comparación con los productos aislados. El uso de fungicidas microbiológicos, en el caso de esta enfermedad, proporcionó un control superior a los fungicidas Tiofanato de metilo y Piraclostrobina, sin embargo, inferior al Fludioxonil+ Metalaxil- M. En el caso de Rhizoctonia solani, el uso de ambos tipos de Bacilo especies combinados no fueron tan efectivos en términos de aumentar el control de enfermedades. Pese a ello, valores de control entre el 40% y el 70% se consideran excelentes cuando se trata de productos de origen biológico. En el caso de las bacterias del género Bacilo sp. su mecanismo de acción está relacionado con la capacidad de parasitar y degradar esporas e hifas de hongos, ampliamente descritas en la literatura (Whipps, 2001). De esta forma se inhibe el crecimiento del hongo, y esta adherencia de las células bacterianas a las hifas se produce en gran medida debido a la formación de una biopelícula.

En el caso de otros dos patógenos importantes que causan enfermedades en el maíz, se observa que la especie 2 (62,5%) de Bacilo sp. proporcionó un mejor control que el observado para la especie 1 (43,75%). Sin embargo, cuando se utilizaron ambas especies hubo un efecto sinérgico y, en este caso, proporcionó un control superior al 80%, incluso superior a los fungicidas Fludioxonil+Metalaxyl-M y Tiofanato de metilo (Figura 2). Ahora para Diplodia maydis, se observa el comportamiento opuesto, mientras que, Bacilo sp.1 proporcionó un mayor control en comparación con Bacilo sp.2. En este caso, el efecto sinérgico fue ligeramente menor cuando las dos especies se usaron juntas (Figura 2).

En el caso del cultivo de soja, se probaron los mismos productos para controlar los principales hongos que se transmiten por semillas: Colletotrichum truncatum, Pythium sp., Fusarium palidorroseum e Macrophomina faseolina.

En general, en el caso de Colletotrichum truncatum e Pythium sp., similar comportamiento se observó en relación a la respuesta a productos biológicos. En este caso, el segundo tipo de Bacilo sp. probado, proporcionó un mejor control para ambos hongos y, al contrario de lo que ocurrió con las enfermedades del maíz, la combinación de las dos especies no mostró un mejor control sobre estos dos patógenos (Figura 3). A pesar de esto, ambos mostraron un control satisfactorio, con reducciones en la incidencia de enfermedades similares a los fungicidas Tiofanato de metilo y Piraclostrobina.  

Entre los distintos géneros de bacterias y hongos capaces de realizar control biológico destacan los siguientes: Bacilo especies y el genero Trichoderma sp. Bacilo sp. Tiene la capacidad de formar endospora, siendo un microorganismo con variados mecanismos antagónicos. Esto hace posible que Bacilo especies asentarse por largos períodos de tiempo en nichos ecológicos específicos, además de permitir versatilidad de mecanismos de acción para romper las barreras impuestas por el sistema de defensa de los fitopatógenos (LANNA FILHO et al., 2010).

Para Fusarium pallidoroseo e macrofomina sp. ambas especies de Bacilo sp. probados mostraron un control en el rango del 50% al 62%, y el uso de estas combinaciones promovió un aumento de alrededor del 6% al 10% (Figura 4). Los productos ya registrados utilizan el Bacillus subtilis (esporas) para el biocontrol de plagas y enfermedades, o incluso para aumentar la productividad de las plantas (NGUGIA et al., 2005; YAO et al., 2006). Una de las razones aparentes por las que este organismo tiene capacidad de biocontrol puede ser el efecto in situ provocado por la exposición de células vivas de B. subtilis (HAMMAMI et al., 2009).

En vista de lo anterior y teniendo en cuenta la importancia de combinar cada vez más diferentes métodos de control integrado de enfermedades, se reitera el papel del control biológico en el manejo. Es necesario pensar en este tipo de control además de en los aspectos ambientales, que sin duda son sumamente importantes. Además de este factor, es necesario pensar en la cuestión de la pérdida de sensibilidad de los patógenos a los principios activos utilizados, ya que, dada la gran diversidad poblacional de patógenos y el reducido número de nuevos fungicidas para su control, es fundamental combinar el control biológico con el químico, buscando aumentar no sólo la eficiencia de los productos, sino también una mayor longevidad de los productos existentes para el tratamiento de semillas.

Artículo publicado en el número 223 de Cultivar Grandes Culturas, diciembre 2017/enero 2018.