Abstract
Knowledge on the local aphid fauna and of their associated parasitoids is a key element for the implementation of biological control. With this objective, surveys in urban areas were carried out every two weeks on several vegetables and other associated plants from November to Abril, in Mayabeque and La Havana provinces from 2008 to 2010. Samples taken from each crop were observed daily until parasitoid emergency. Both aphids and parasitoids were slide-mounted for identification. Aphid species found were: Lipaphis erysimi, Myzus persicae, Aphis gossypii, A. craccivora, A. spiraecola, A. helianthi, A. fabae, A. nerii, Aphis sp., Rhopalosiphum maidis and Brevicoryne brassicae; and the parasitoids species were: Diaeretiella rapae, Lysiphlebus testaceipes, Aphelinus abdominalis. The hiperparasitoids Pachyneuron sp. and Syrphophagus aphidivorus were foundtoo. Sixteen tritrophic relations were found in vegetables and six in alternating hosts.
Introducción
En Cuba la agricultura urbana es un fuerte movimiento de horticultores con diferentes escalas de producción y cuya prioridad es contribuir a la seguridad alimentaria (Vázquez et al. 1995). Estas pequeñas unidades de producción en las zonas urbanas, cuyas áreas no exceden las tres ha, tienen como objetivo, producir hortalizas frescas y condimentos de buena calidad para satisfacer las necesidades de la población, debido al papel que desempeñan en la dieta diaria familiar.
Las producciones provenientes de este sistema, donde se incluyen organopónicos y huertos intensivos, entre otras formas, deben estar libres de sustancias nocivas, no generar contaminantes que pudieran dañar la salud humana o de animales domésticos y, por otra parte, comercializarse directamente, para evitar los costos de transporte y deterioro de los productos (Companioni et al. 2001).
Los problemas fitosanitarios más comunes en este sistema, son los causados por insectos, siendo la percepción más generalizada y coincidente de los agricultores, la de que los áfidos (Hemiptera: Aphididae), constituyen, la plaga que más afecta a sus cultivos (Vázquez et al. 2005). La incidencia de áfidos en algunas hortalizas está entre 35 y 100% (Cuadra et al. 2002), lo que representa un peligro potencial para los rendimientos y la calidad de las cosechas.
Por otra parte, se ha informado que estos fitófagos, causan pérdidas significativas desde el 20 -100% del rendimiento, en cultivos de importancia económica como la papa, maíz, pimiento y hortalizas (Conti et al. 1996) y son vectores de virus (especialmente, potyvirus) que les ocasionan enfermedades. Al menos 25 especies de áfidos (Hemiptera: Aphididae) entre los que se encuentran Myzus persicae (Sulzer, 1776) y Aphis gossypii (Glover, 1877), trasmiten al virus de manera no persistente con gran impacto en la agricultura mundial (Rodriguez et al. 2005; Tribodet et al. 2005).
En Cuba, existen programas de manejo en los sistemas urbanos de producción agraria, que incluyen prácticas agronómicas como las asociaciones de cultivos, incluyen entre otras y la lucha biológica a través del uso de productos bioplaguicidas y en menor escala, el empleo de artrópodos benéficos (Vázquez et al. 1995; INIFAT 2011).
Entre los principales enemigos naturales de los áfidos se encuentran microhimenópteros (Hymenoptera: Braconidae) parasitoides de la subfamilia Aphidiinae, cuyas especies son endoparasitoides especificos y solitarios, con un gran impacto en el control de áfidos (Aslan et al. 2004).
En Cuba se ha notificado dentro de los principales entomófagos parasitoides que se manifiestan bajo las condiciones de la agricultura urbana en hortalizas de hoja y de frutos a los bracónidos Lysiphlebus testaceipes (Cresson, 1880) sobre Aphis gossypii Glover, 1877 y Brevicoryne brassicae (Linnaeus, 1758) y Diaeretiella rapae (McIntosh, 1855) sobre B. brassicae (Linnaeus, 1758) (Vázquez et al. 1995), siendo esta la única información donde se relaciona al parasitoide con su hospedero.
De ahí la necesidad de ampliar los estudios ecológicos de la fauna local, con el propósito de establecer las relaciones tritróficas, decisivas para implementar el manejo de estos enemigos naturales, en la regulación más eficiente de las poblaciones de áfidos plagas.
Materiales y métodos
El trabajo se desarrolló en las provincias Mayabeque y La Habana, en áreas pertenecientes al sistema de agricultura urbana, (organopónicos), entre noviembre-abril de los años 2008, 2009 y 2010, donde se desarrollaron inspecciones quincenales en trece cultivos hortícolas (Tabla 1) y plantas acompañantes (i.e. todas aquellas ubicadas dentro y en los alrededores del cultivo que no fueran hortalizas) que forman parte del sistema de cultivo (Tabla 2).
De cada cultivo seleccionado y de sus plantas acompañantes se tomaron hojas de 30 plantas por canteros, con presencia de colonias de áfidos. El número de hojas seleccionadas estuvo acorde al porte de la planta y al desarrollo fenológico de las mismas, y osciló entre 30 y 90 hojas por cada cultivo. En las cruciferas y en la acelga (quenopodiáceas), se tomaron hojas de la zona más externa y baja de la planta; en el pepino (cucurbitáceas) en dependencia del estado de desarrollo, entre una y tres hojas en la guía (basal, zona media y ápice) y en el resto de los cultivos una hoja por cada estrato (inferior, medio y superior) de la planta.
Las muestras se colocaron en bolsas de plásticas previamente identificadas y se trasladaron al laboratorio. Se procedió al conteo total de los áfidos presentes en cada muestra y de cada una, se tomaron cinco ejemplares adultos que se depositaron en viales en alcohol 70% para, posteriormente, proceder a su montaje e identificación, bajo microscopio óptico Axioscop 40, con aumentos entre 10 y 40x.
Las hojas infestadas, fueron individualizadas, colocadas en pomos y revisadas diariamente hasta la emergencia de los parasitoides adultos, los que se conservaron en viales. Luego se hicieron preparaciones permanentes con bálsamo de Canadá, para su identificación bajo microscopio óptico. Para los áfidos se utilizaron las claves de Holman (1974); Blakman y Eastop (2000) y las de Stary (1981) para los parasitoides. El material estudiado se encuentra depositado en las colecciones del laboratorio de Entomología del Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA).
Se calculó la frecuencia de aparición de las especies de áfidos, por la fórmula de Masson y Bryssnt (1974) y se determinó el porcentaje de parasitoidismo, a partir de los datos del conteo de la población de áfidos susceptible a ser parasitada, por muestra recolectada en campo y los individuos en la muestra con síntomas, orificios de emergencia y los emergidos al colocar la muestra en pomos para su observación diaria, hasta los diez días posteriores a su recolecta.
Resultados y discusión
Las especies de áfidos presentes fueron: Lipaphis erysimi (Kaltenbach, 1843), Aphis gossypii, Myzus persicae, A. craccivora Koch, 1854, Rhopalosiphum maidis (Fitch, 1856), A. fabae Scopoli, 1763, Brevicoryne brassicae (Linnaeus, 1758), A. spiraecola (Patch, 1914), A. helianthi Monell, 1879, A. nerii Boyer, 1841 y Aphis sp. (Tablas 1 y 2).
En Cuba existen antecedentes del estudio de insectos y ácaros en plantas hortícolas, condimenticias y medicinales, sembradas en organopónicos, donde A. gossypii y M. persicae se señalan entre las plagas de mayor incidencia en los policultivos evaluados, se ofrecen intervalos de incidencia en el pepino entre 40 y 57%, en habichuela entre 50 y 75% y en rábano entre 35 y 52% para áfidos en general (Cuadra et al. 2002), sin embargo, no se especifica a que especies corresponden estos porcentajes notificados.
Áfidos y parasitoides asociados a cultivos hortícolas de producción orgánica en Cuba.
En el presente trabajo A. gossypii fue la especie mejor representada, al estar en la mayoría de hortalizas como en las plantas acompañantes, con una frecuencia promedio del 56%, lo que se corresponde con lo señalado por Cuadra et al. (2002), en relación con la incidencia. Esta especie fue seguida por L. erysimi (55%) con un alto grado de afinidad en cruciferas, M. persicae (39%), A. craccivora (10%), B. brassicae y A. fabae (5%) y A. spiraecola (2%). Es de destacar que R. maidis registró la mayor frecuencia con un 94% y solo se mantuvo en las especies acompañantes, todas Poaceae (Zea mays L., Sorghum spp. y Sorghum halepensis (L.).
Se registran nuevas plantas hospederas para áfidos: dos para L. erysimi (Brassicae campestris var. pekinensis, Beta vulgaris L.) y A. gossypii (Capsicum annuum L., Brassica. campestri L.) y una para M. persicae (Brassica oleracea var. botrytis), A. craccivora (Vigna unguiculata (L.), R. maidis (Shorgum spp.). A. fabae (Solanum nigrum L.), B. brassicae (Brassica oleraceae var italica plenek) y A. spiraccola (Hibiscus esculentus L.), para un total de diez nuevos registros de plantas hospederas, en sistemas urbanos de producción de hortalizas. El resto de los registros del presente trabajo, coinciden con lo encontrado en Cuba por Holman (1974).
Dentro de los parasitoides de áfidos se halló a: Lysiphlebus testaceipes (Cresson, 1880), Diaeretiella rapae McIntosh (Tablas 1 y 2), en concordancia con lo planteado por Vázquez et al. (2005) y Ceballos et al. (2009), quienes adjudican a los dos primeros, como los principales entomófagos en condiciones de agricultura urbana en Cuba y con Stary y Cermeli (1989) quienes señalan que en la franja tropical, es muy típica la interacción áfido-parasitoide, donde la mayoría de las especies de áfidos cuentan con un espectro de pocas especies de parasitoides, en su mayoría olífagos. También fue encontrado Aphelinus abdominalis Dalman por primera vez en estos sistemas.
El mayor porcentaje de parasitoidismo, en las hortalizas, lo alcanzó el rábano (R. sativus) con 60%, seguido en orden descendente por el pimiento, C. annuum (58,7%), la berenjena, S. melongena (56,8%), la col china, B. campestris var. pekinensis (47,2%), la acelga, B. vulgaris (40%), coliflor, B. oleracea var. botrytis (39%), la col, B. oleraceae L. var. capitata (38%) y el pepino, C. sativus (17,5%).
Dentro de las plantas acompañantes, el maíz (Zea mays) y el sorgo (Sorghum sp.), mostraron los valores más elevados de parasitoidismo por L. testaceipes con 60,4% y 38%, respectivamente.
Vázquez et al. (2005), informan a D. rapae con porcentajes de parasitoidismo del 28% sobre B. brassicae y del 56% para L. testaceipes sobre A. gossypii y 68% sobre B. brassicae. De acuerdo con nuestros resultados, hay coincidencia en relación con los porcentajes de parasitoidismo alcanzado por L. testaceipes en A. gossypii, ya que B. brassicae solo fue parasitado por D. rapae. Por otra parte, este parasitoide mostró porcentajes de parasitoidismo superiores a lo informado por estos autores, moviéndose en un intervalo entre el 38 y 60%, con preferencia hacia las cruciferas, lo que sugiere, debe tenerse en cuenta para el incremento de sus poblaciones en este grupo de cultivos.
Según Stary et al. (2007), la fauna afidoparasítica del continente americano y las regiones adyacentes está formada por un complejo de especies consistente en Aphidius colemani (Holiday), D. rapae y L. testaceipes, las cuales están asociadas con áfidos muy comunes en diferentes, vegetales, malezas, y plantas ornamentales, ya sea en campo abierto o en cultivos urbanos.
En Cuba, sin embargo, aunque existen informes de Aphidius floridensis Smith y otras cinco especies del género (Stary, 1981), ningún representante de este grupo fue encontrado en las áreas muestreadas. Al respecto Ceballos et al. (2009) recomiendan ejecutar muestreos en otras regiones y cultivos con el propósito de verificar su presencia.
Diaeretiella rapae se encontró asociado a cuatro especies de áfidos en ocho hortalizas, en su gran mayoría crucíferas, lo cual de forma general coincide con lo informado por Stary y Cermeli (1989), con excepción de A. gossypii. De igual forma Rodríguez y Bueno (2001), señalan a A. gossypii y M. persicae, entre los hospedantes más comunes de D. rapae.
Los resultados obtenidos por Blande et al. (2008), indican que D. rapae puede tener una tasa de ataque mayor sobre L. erysimi, áfido especialista, que sobre el generalista M. persicae, ya que produce una descendencia mayor sobre la primera especie, lo que hace que esta caracteristica deba ser tenida en cuenta a la hora de la selección de la especie para el manejo.
Áfidos y parasitoides asociados a plantas acompañantes (barreras y arvenses colindantes) en cultivos horticolas en Cuba.
La relación entre estos artrópodos herbívoros y sus parasitoides está fuertemente influida por la planta hospedante, de forma que la eficacia del control biológico depende en buena parte de estas relaciones tritróficas. Así mismo, es probable que la afinidad de estas especies de parasitoides hacia estas especies de áfidos, pueda estar dada por la emisión de sustancias volátiles, que emiten las plantas cuando los fitófagos ejercen presión sobre ellas y que, en ocasiones, actúan como señales de alerta o llamado para estos enemigos naturales, y que está acorde con los criterios de Tentelier y Fauvergue (2007).
Por otra parte, la distribución agregada que exhiben estos herbivoros en las plantas, unido a la posible emisión de compuestos volátiles, hacen que se refuerce la atracción química de estos parasitoides, incrementando el papel que desempeña esta asociación en el mecanismo de "defensa indirecta" de la planta, citado en más de 15 especies vegetales (fabáceas, brasicáceas, cucurbitáceas, rosáceas, malváceas y poáceas) (Dicke et al. 1990; Colazza et al. 2003).
En cuanto a L. testaceipes se asoció con A. gossypii, A. spiraccola y A. craccivora en berenjena, pepino, quimbombó y habichuela, mientras que A. abdominalis solo fue hallado sobre M. persicae en acelga.
Por otra parte, en las plantas acompañantes, dentro del sistema de producción de hortalizas, se encontraron diferentes especies de áfidos y parasitoides asociados (Tabla 2). En el sistema urbano la especie que predominó fue Boerhavia sp., planta acompañante (maleza), donde se encontraron A. gossypii y A. craccivora parasitadas por D. rapae (Tabla 2). Aunque en las restantes plantas no se hallaron parasitoides, si estuvieron presentes especies de áfidos comunes que constituyen reservorios potenciales de estos enemigos naturales.
Se señala que el conocimiento de la vegetación adyacente a los cultivos, podría ser reservorio de insectos entomófagos que contribuyan al control de fitófagos (López et al. 2003; Bertolaccini et al. 2004) y puede resultar de vital importancia para el manejo efectivo de la afidofauna presente en un agroecosistema y contribuir a la conservación de la biodiversidad a través de la abundancia y riqueza de especies y organismos de los niveles tróficos más altos (Norris y Kogan 2000).
En Cuba se manejan reservorios de biorreguladores en sistemas de cultivos en organopónicos, huertos intensivos y fincas convencionales, por productores urbanos que han logrado buenos resultados con especies como L. testaceipes regulando áfidos en habichuela y quimbombó (Vázquez et al. 2007).
Se encontró un grupo de hiperparasitoides (Tablas 1 y 2) los cuales se identificaron como Pachyneuron sp. (Hymenoptera: Chalcidoidea: Pteromalidae) y Syrphophagus aphidivorus (Mayr). (Hymenoptera: Chalcidoidea: Encyrtidae), siendo el de mayor frecuencia, aunque a densidades no elevadas en este estudio Pachyneuron sp., un género registrado en la literatura en asociaciones áfidos-parasitoides (Resende et al. 2006).
Los hiperparasitoides de áfidos informados para Cuba son Gastrancistus sp., Psyllaephagus sp. (Rivero et al. 1998), Pachyneuron sp., S. aphidivorus y Dendrocerus sp. (Portuondo y Fernández 2004). La alta incidencia de hiperparasitoides en asociaciones plantas-áfidos-parasitoides es reconocida y actualmente es objeto de numerosos estudios, ya que tienen atributos biológicos específicos que les permiten explotar los recursos (Brodeur 2000), afectando el comportamiento de los organismos que interactúan a través de los tres niveles tróficos (Harvey et al. 2003), no obstante según Kavallieratos et al. (2004), no necesariamente influyen negativamente en el impacto de los parasitoides sobre la densidad de los fitófagos, si los mismos se encuentran a densidades no significativas.
El número de relaciones tritróficas encontradas para los cultivos hortícolas fue de 16, mientras que para el resto de las plantas acompañantes fue de seis (Tablas 1 y 2). Al respecto diversos autores han señalado que las relaciones tritróficas han sido objeto de estudio en numerosas regiones del mundo, sirviendo de gran utilidad para la toma de decisiones en el control (Tomanovic et al. 2003; Aslan et al. 2004; Kavallieratos et al. 2005; Andorno et al. 2007).
Los resultados alcanzados en el presente estudio, actualizan el conocimiento de la afidofauna y sus hospederos, en este sistema de producción de hortalizas, lo que facilitará el proceso de toma de decisiones en cuanto al uso de los enemigos naturales para regular las poblaciones de estos fitófagos.
Es importante destacar que el empleo de las plantas acompañantes dentro de los cultivos, como el maíz y el sorgo, fueron capaces de mantener poblaciones de parasitoides sobre áfidos que no son dañinos a los cultivos, por lo que deben ser consideradas como reservorios potenciales de estos insectos benéficos.
Conclusiones
Basados en los resultados del presente estudio es posible proponer un sistema tritrófico constituido por el sorgo como planta hospedera y Rhopalosiphum maidis como huésped alternativo del parasitoide L. testaceipes, enemigo natural del áfido plaga, Aphis gossipii, especie mejor representada en este sistema de cultivo.
Footnotes
Agradecimientos
Deseamos agradecer a Mario Cermeli, investigador jubilado del Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA) Maracay, Estado de Aragua. Venezuela, por la valiosa colaboración brindada en la identificación y ratificación de ejemplares de áfidos colectados en diferentes escenarios agrícolas dedicados a la producción de hortalizas en Cuba. También deseamos agradecer a los evaluadores que revisaron minuciosamente el presente trabajo.