Abstract
The effect of two native entomopathogenic nematodes
Introducción
La broca del fruto del café,
En condiciones favorables para la broca tales como presencia de frutos en el árbol y en el suelo, ausencia de enemigos naturales, alta humedad y disposición de frutos durante todo el año, ésta desarrolla su potencial biótico sin ninguna restricción (Le Pelley 1973; Urrelo et al. 1982). Por lo anterior, se considera que es la plaga de mayor importancia en el café, lo cual amerita su control debido a las grandes pérdidas que ocasiona (Bustillo et al. 1993). Los frutos infestados y que caen al suelo juegan un papel importante en la dinámica poblacional al albergar el insecto durante la época de escasez de frutos y poseer mayor humedad, ofreciéndole un buen refugio para su desarrollo (Bergamín 1944; Kraker 1988; Bernal et al. 1999). Salazar et al. (1993) afirman que la broca en estos frutos continúa desarrollándose para salir posteriormente y causar nuevas infestaciones.
En Colombia, se ha implementado un programa de Manejo Integrado de la broca del café, que involucra los componentes químico, cultural y biológico. El control químico no es la solución ya que su eficacia es reducida debido a que los productos aplicados no penetran en los frutos para matar los estados de la broca que permanecen en su interior (Bustillo 1991, 1995). El control cultural es una práctica que debe estar enfocada a realizar labores en el cultivo como: cosechar oportunamente los frutos maduros del árbol, retirar del cultivo todos los frutos secos y en los focos cosechar semanalmente todos los frutos brocados y si es posible los caídos alrededor de los árboles infestados, lo cual demanda una gran cantidad de mano de obra disponible (Bustillo 1991). El control biológico con parasitoides es una alternativa con alto potencial para el control de la broca; sin embargo, aún no es una opción fácil porque sus procesos de producción masiva son bastante costosos (Baker 1999).
Dentro del grupo de organismos considerados con potencial para el control de la broca en el suelo, están los entomonemátodos (EN) (Commonwealth Institute of Biological Control 1990; Bustillo 1991; Georgis y Hom 1992) destacándose las familias Steinernematidae, Heterorhabditidae, Allantonematidae y Mermithidae (Allard y Moore 1989; Hominick y Collins 1997; Smiths 1997) siendo consideradas las dos primeras como las más apropiadas para controlar plagas del suelo debido a sus hábitos crípticos (Georgis y Hom 1992). Estos organismos poseen una característica particular al estar asociados con bacterias entomopatógenas. Avances en la producción masiva, formulación y métodos de aplicación, han permitido considerarlos en programas de control contra insectos cuyo hábitat es el suelo (Georgis y Hom 1992; López 1999).
Los EN podrían sustituir a los insecticidas por el amplio número de insectos que pueden atacar, su seguridad y facilidad de aplicación y la ausencia de restricciones de registro en algunos países (Capinera y Epsky 1992).
Investigaciones realizadas en Cenicafé (López 1999; Molina y López 2002) en condiciones de laboratorio e invernadero han comprobado el efecto patogénico de entomonemátodos de las familias Steinernematidae y Heterorhabditidae sobre diferentes estados de la broca del café. Bajo condiciones de campo no se conoce su comportamiento, por lo que la presente investigación se dirigió a averiguar la acción de dos nemátodos nativos encontrados previamente en ecosistemas cafeteros (
Materiales y Métodos
El experimento se realizó en el laboratorio de Entomología de Cenicafé y en la Estación Central “Naranjal” en un lote de 696 mβ, correspondiente a una zoca de tres años con 432 plantas de café variedad Colombia sembradas a 1,5 x 1,0 m y con una pendiente aproximada del 20%.
Para la multiplicación de los entomonemátodos se utilizaron larvas de
Se utilizaron frutos de café variedad Colombia de 190 días de desarrollo fisiológico, los cuales se infestaron artificialmente en la Unidad de Cría de Parasitoides de Cenicafé en una proporción de cuatro brocas por fruto; estos frutos se desinfectaron previamente con el fin de reducir contaminación; para esto, los frutos se colocaron en una solución de hipoclorito de sodio al 1% durante 15 minutos. Luego los frutos se marcaron en un extremo con pintura para su fácil identificación en las distintas evaluaciones. Después de 30 días de la infestación, se tomó una muestra correspondiente al 10% de los frutos a utilizar en el experimento y se disecaron evaluando la proporción de estados con el fin de estimar la población inicial en los frutos colocados en el plato de cada árbol.
Los tratamientos (Tabla 1) fueron tres dosis de los dos entomonemátodos (125.000, 250.000 у 500.000 JI) en 300 ml de agua por árbol, aplicados por medio de un dispensador de agua, sobre frutos brocados colocados previamente en el plato del árbol (30 frutos brocados / árbol), coincidiendo con la presencia de frutos brocados en el plato del árbol después de las cosechas. Como testigo se aplicó en cada plato del árbol el mismo volumen de agua (300 ml) utilizado en la aplicación de JI, pero sin nemátodos. Cada tratamiento constó de ocho unidades experimentales, en las cuales se evaluó la infestación y en los platos de los mismos se evaluó la mortalidad de los estados de broca. Para esto último, se retiraron cinco frutos al azar del plato de los árboles para ser disecados, cada 15 días (seis evaluaciones) hasta el inicio de la primera cosecha del año y cada 30 días hasta el inicio de la segunda cosecha.
Tratamientos evaluados durante la primera cosecha de café del año
La unidad experimental (U. E.) estuvo constituida por un árbol sobre el cual se colocó una jaula entomológica de 1,20 m. x 1,20 m. x 2,40 m., fabricada en PVC cubierta con muselina, la cual tenía en un extremo cinta velcro para facilitar el ingreso a la unidad experimental en la toma de datos. Al cubrir cada árbol con una jaula entomológica se permitía el paso de luz y aire, y por ser permeable se permitía el ingreso de agua cuando se presentaban las lluvias. El objeto de usar dicha jaula fue el de evitar el ingreso o el escape de broca de la U. E.
En cada U. E. se colectaron los frutos brocados del árbol, dejando únicamente los frutos verdes sin brocar. De la misma manera, se retiraron todos los frutos caídos en cada plato y luego se distribuyeron 30 frutos brocados. Este mismo procedimiento se repitió para la segunda parte del experimento.
Con los resultados parciales encontrados para la primera cosecha del año, se pudo determinar una variación alta para las variables evaluadas, lo que llevó a realizar algunas modificaciones para la segunda cosecha como: descope de los árboles, con el fin de evitar el daño de las jaulas, desrrame de la parte inferior del árbol, puesto que estas ramas ya no eran productivas y dificultaban las evaluaciones, homogenización de la muestra dejando cada U. E. con un número similar de frutos y modificación del sistema de aplicación utilizando un frasco atomizador, con el cual se podían simular mejor las condiciones de una aspersión, pues se disminuía el tamaño de la gota.
Adicionalmente se quiso evaluar la persistencia de los nemátodos en el suelo, para lo cual se realizaron dos muestreos tan pronto como se terminaron las evaluaciones para las respectivas cosechas; es decir, a los 3 y 4 meses después de las aplicaciones. Para esto se colectaron muestras de suelo de las unidades experimentales donde se tenían los diferentes tratamientos y se realizó una prueba con larvas de
Trampa modificada tipo White utilizada para la emergencia de Juveniles Infectivos.
Análisis estadístico
Las variables evaluadas en el experimento en la parte aérea del árbol fueron: porcentaje promedio de infestación por árbol y porcentaje de mortalidad de broca. Para evaluar el efecto de la aplicación de los JI en el plato del árbol se consideró la variable porcentaje de mortalidad de estados de broca en frutos en el suelo. Adicional a esta variable, se evaluó el porcentaje de ausencia y porcentaje de abandono de adultos de broca en estos frutos.
Para las dos etapas del experimento se utilizó el mismo análisis estadístico como se muestra a continuación: promedios y variación para las variables descritas por tratamiento, análisis de varianza de acuerdo con el modelo de análisis del diseño completamente aleatorio en arreglo factorial 3 x 3 +1, prueba de comparación de Tukey al 5% para comparar los promedios de los factores por separado en caso de que la interacción fuera significativa y que el Anava mostrara efecto de ellos. Para el análisis de los resultados, los datos se transformaron con Log10. Dicha transformación se realizó en la primera parte del experimento en las variables porcentaje de infestación con el total de frutos y porcentaje de infestación con el total de frutos maduros brocados.
Resultados y Discusión
Evaluación durante la cosecha de mitaca
Efecto de entomonemátodos sobre el desarrollo de la broca en frutos en el suelo.
Durante la primera cosecha de café del año, al aplicar nemátodos entomopatógenos a frutos infestados con broca en el suelo, se observaron mortalidades con las tres dosis utilizadas y las dos especies evaluadas. Tratamientos como el de
Porcentaje promedio de mortalidad y error para seis evaluaciones realizadas durante la primera cosecha del año 2001.
En cuanto al porcentaje de mortalidad corregido, el cual fue estimado por la fórmula de Schneider - Orelly, éste no mostró diferencias estadísticas en esta primera parte entre concentraciones y especies de entomonemátodos, pero es importante resaltar un aumento en los porcentajes de mortalidad del 14,6% para la primera evaluación hasta el 83,6% hacia la cuarta evaluación como se aprecia en la figura 3.
Porcentaje de mortalidad corregida de broca a través de seis evaluaciones realizadas cada 15 días durante la primera cosecha del año 2001.
En relación con el número de entomonemátodos por fruto se puede observar que los únicos tratamientos donde se encontraron JI fue donde hubo aplicación de los mismos, encontrándose desde 0,1 hasta 6,7 JI en promedio por fruto, a partir de los 15 días de la aplicación. Este número de JI permanece a través del tiempo notándose que a partir de los 60 días hay un incremento en todos los tratamientos, lo que indica que hay reproducción del entomonemátodo dentro del fruto de café. Hacia los 15 días el nemátodo que se presenta en mayor cantidad dentro del fruto es
En cuanto a las variables porcentaje de ausencia de estados de broca y porcentaje de abandono de adultos de broca de estos frutos luego de la aplicación de los entomonemátodos, no se encontraron diferencias estadísticas. Sin embargo, es importante resaltar que al final de esta parte del experimento, los tratamientos donde se aplicaron nemátodos, presentaron porcentajes de ausencia mayores que los del testigo. Estos tratamientos estuvieron entre un 80 y un 100%, mientras que en el testigo se alcanzaron porcentajes de ausencia del 65%, lo cual demuestra la tendencia de éstos a disminuir las poblaciones de broca dentro de los frutos.
Efecto de los entomonemátodos sobre el desarrollo de la broca y la infestación en el árbol.
El análisis de varianza no mostró diferencias significativas entre tratamientos (P>0,05) para la variable porcentaje promedio de infestación por árbol. Sin embargo, observando los valores promedio para la variable porcentaje de infestación (Tabla 2), en los diferentes pases de recolección antes de la primera cosecha del año, se da una tendencia a ser inferiores a los encontrados en el testigo, destacándose el tratamiento
Promedio de infestación por broca en el árbol durante seis evaluaciones en la primera cosecha del año 2001
Promedios seguidos de la misma letra no difieren estadísticamente según Tukey al 5%. D. E.: Desviación estándar.
Adicionalmente, se evaluó el porcentaje de infestación en frutos maduros, en el cual se observaron porcentajes menores de los tratamientos con respecto al testigo a través de las seis evaluaciones, pero éstos no presentaron diferencias estadísticas entre sí, igualmente por la variabilidad de los resultados. Los tratamientos de
Evaluación durante la cosecha principal
Los resultados obtenidos en la segunda parte del experimento mostraron diferencias en relación con el porcentaje de mortalidad de estados de broca en frutos en el suelo. Todo esto puede deberse a los ajustes realizados para esta etapa, los cuales fueron explicados anteriormente en la metodología.
Efecto de entomonemátodos sobre el desarrollo de la broca en frutos en el suelo.
Para la variable porcentaje de mortalidad en frutos en el suelo, se realizó un análisis de varianza y se encontraron diferencias estadísticas para la primera evaluación (p<0,05) de los tratamientos con respecto al testigo. Para las evaluaciones posteriores los resultados obtenidos no mostraron diferencias entre sí (Tabla 3). Lo anterior puede explicarse debido a que en la primera evaluación se tuvieron los mayores promedios de nemátodos dentro de fruto.
Porcentajes de mortalidad de estados de broca en los frutos del suelo para cuatro evaluaciones realizadas cada 30 días correspondientes a la cosecha principal*
Promedios seguidos de la misma letra no difieren estadísticamente según Tukey al 5%. Het.:
Posteriormente, los valores de mortalidad fueron corregidos por el testigo, por medio de la fórmula de Sneider - Orelly y no se observaron allí diferencias estadísticas entre las dos especies de entomonemátodos y las tres concentraciones utilizadas. Lo importante acá es resaltar que cuando se aplican nemátodos, las mortalidades promedio para la cosecha principal estuvieron entre un 13,64 y un 42,27% como se puede observar en la tabla 4. Además, que para las cuatro evaluaciones que se realizaron durante esta parte del experimento, los valores de mortalidad más altos se lograron con la dosis de 250.000 JI / plato para ambos entomonemátodos, siendo éstos de 57,06 y 59,82% para
Porcentaje promedio de mortalidad durante la cosecha principal del año 2001.
Porcentajes promedio de mortalidad corregida de estados de broca en frutos del suelo, para la cosecha principal*
Promedios con letras iguales no difieren estadísticamente según Tukey al 5%. DE: Desviación estándar; CV: Coeficiente de variación.
Adicionalmente, para esta parte se realizaron los análisis de dos variables como fueron el total de estados de broca por fruto en el suelo y el total de entomonemátodos por fruto. No encontrándose diferencias estadísticas en el análisis de varianza que se realizó (P>0,05) para ninguna de las dos. Los promedios para ambas variables a través de las tres primeras evaluaciones se aprecian en la tabla 5. Para la tercera evaluación se puede observar claramente que el testigo supera a los tratamientos en cuanto al número promedio de estados de broca por fruto, lo cual da muestras del efecto que tienen los entomonemátodos sobre el insecto, al disminuir las poblaciones del mismo en los frutos del suelo. En lo que se refiere al número de nemátodos por fruto, es importante resaltar que en las dos primeras evaluaciones el mayor promedio es para
Promedios de entomonemátodos y estados de broca por fruto del suelo para tres evaluaciones durante la cosecha principal del año 2001
Het.:
Efecto de entomonemátodos sobre el desarrollo de la broca y la infestación en el árbol.
Para la variable porcentaje promedio de infestación en el árbol se realizó un análisis de varianza, en el cual no se encontraron diferencias estadísticas (P>0,05). Dicho análisis se realizó con base en el total de frutos y el total de frutos maduros. Tales comportamientos a través del tiempo, se pueden observar en las figuras 5 y 6.
Porcentaje de infestación en el árbol calculado con base en el total de frutos brocados para cuatro evaluaciones durante la cosecha principal del año 2001.
Porcentaje promedio de infestación por árbol calculado en base al total de frutos maduros para cuatro evaluaciones realizadas cada 30 días durante la cosecha principal del año 2001.
Vale la pena mencionar que en esta parte del experimento tampoco se encontró parasitismo y mortalidad de brocas en frutos en el árbol. Además, las modificaciones que se hicieron al inicio de esta segunda parte, para tratar de disminuir la variación para la variable porcentaje de infestación en árbol, no fueron suficientes; no siendo así para la variable porcentaje de mortalidad de estados de broca en fruto y número de nemátodos por fruto, donde el cambio del equipo de aspersión favoreció notablemente el comportamiento de los nemátodos entomopatógenos.
Es importante mencionar que, a lo largo de las dos etapas de evaluación (primera cosecha del año y cosecha principal), se Ilevaron registros de la información climática de la Estación Central Naranjal (Fig. 7), donde se puede apreciar que variables como la temperatura y la humedad relativa, presentan un comportamiento similar a través de los diez meses de evaluación, mientras que las variables brillo solar y precipitación sí tienen unos picos muy marcados a través del tiempo, pudiéndose observar para la primera valores entre 118,1 y 209,5 horas de luz al mes; en tanto que para la segunda se observan valores entre 18,6 y 445,6 mm de precipitación por mes. Al analizar la información registrada para los meses de diciembre de 2000 y julio de 2001, que fueron los meses en los cuales se hicieron las aplicaciones de los entomonemátodos para las dos partes del experimento, las condiciones iniciales en ambos casos son similares.
Datos climáticos de la Estación Central Naranjal. Diciembre del año 2000 a septiembre del año 2001. * Información suministrada por la Disciplina de Agroclimatología de Cenicafé.
En el mes de marzo de 2001, se presentaron los mayores registros de precipitación, alcanzando éstos valores de 445,6 mm, lo cual concuerda con un aumento en el porcentaje de ausencia de broca en frutos del suelo, lo que se ve reflejado directamente en una reducción del número de estados del insecto dentro del fruto. Bustillo (2002) menciona también que la humedad afecta la mortalidad y el potencial reproductivo de la broca. A su vez, esta mayor precipitación coincide con las épocas de mayor infestación de broca en tratamientos como los de
En contraste con lo anterior, en el mes de agosto de 2001, se presentaron los valores menores de precipitación, los cuales coinciden con los porcentajes mayores de mortalidad de estados de broca en el suelo para ambas especies (82,01% para
Conclusiones
Las dos especies de entomonemátodos evaluadas tienen la capacidad de penetrar los frutos de café brocados que se encuentran en los platos de los árboles, causar mortalidad y multiplicarse en los estados de broca que hay en dichos frutos.
La reducción en la cantidad de estados de broca en los frutos en el suelo, se reflejó en una menor infestación en los árboles.
Las dos especies de entomonemátodos parasitan principalmente los estados inmaduros de la broca que se encuentran dentro de los frutos que están el suelo.
No se hallaron estados de broca parasitados por los entomonemátodos en frutos localizados en el árbol de café.
Footnotes
Agradecimientos
Al Dr. Celso Arboleda, por sus valiosos aportes técnicos, al auxiliar Uriel Eduardo Posada, por la colaboración en el campo y en el laboratorio, a las Disciplinas de Entomología de Cenicafé, por el suministro de la información climática y al personal de la Estación Central “Naranjal”, por su ayuda en el montaje y adecuación en campo de las parcelas experimentales.