Archivo mensual: enero 2015

LA BIOFUMIGACIÓN Y LA SOLARIZACIÓN COMO ALTERNATIVAS AL MANEJO DE PLAGAS DEL SUELO.

Los investigadores en la agricultura se han enfrentado a un gran reto, el de encontrar alternativas al bromuro de metilo (BM) para controlar plagas y enfermedades de las plantas. La alternativa que se proponga debe tener eficacia similar al BM, no impactar sobre el medio ambiente, ser económica y socialmente viable, características que no han sido hasta ahora exigidas a ningún otro pesticida. El BM es un biocida que destaca por su amplio espectro de acción frente a los patógenos de los vegetales, así como su alta efectividad en cuanto a penetración y difusión en el suelo, incluso en aquéllos que presentan contenidos de humedad y temperatura altos. Sin embargo, el BM no se retiene en su totalidad en el suelo, sino que del 50 al 95 % pasa en forma de emisiones gaseosas a la estratosfera, donde se liberan átomos de bromo que reaccionan con el ozono y otras moléculas estables que contienen cloro, dando lugar a una reacción en cadena que contribuye a la disminución de la capa de ozono, incrementando la emisión de rayos ultravioletas con los consecuentes riesgos para la salud y el medio ambiente (Thomas 1997).

La evidencia científica de la destrucción de la capa de ozono por el BM, dio lugar a la toma de decisiones que contribuyesen a la retirada de este producto, apoyándose en acciones reguladoras (UNEP 1992). Así, algunos países del norte de Europa han eliminado el uso del BM, como es el caso de Dinamarca, mediante los cultivos sin suelo (Gyldenkaerne, Yohalem y Hvahøe 1997). La 10ª Reunión del Protocolo de Montreal estableció, para los países desarrollados, un programa en el que se acordó la reducción, de forma gradual, de los usos agrícolas del BM, hasta llegar a su eliminación total para el año 2005 y para países del Artículo 5º su eliminación en el año 2015.(Tierney 1998, 2000). Otros países como Argentina, Brasil, China, Cuba, Guatemala, Marruecos y Uruguay están elaborando proyectos de investigación demostrativos para su eliminación total. Respecto a las alternativas al BM, no existe un único sustituto para todos los usos de este fumigante del suelo, ya que dependen del organismo patógeno, cultivo y de la zona, siendo la mejor alternativa los programas de manejo integrado de cultivos “Integrated Crop Management” (ICM). Para ello, es importante que las distintas alternativas regulen de forma eficaz y económica los patógenos controlados actualmente por el BM, garantizando su viabilidad a largo plazo, Slooteen (1997).

Entre los organismos parásitos de plantas que se ven afectados por la retirada del BM, se encuentran fundamentalmente varias especies de hongos, los nematodos pertenecientes a los géneros Meloidogyne
y Rotylenchulus, además de los problemas de replantación, especialmente en frutales.
Es necesario el uso de criterios ecológicos en agricultura que permitan conocer cuáles son los elementos y procesos claves en el funcionamiento de los agroecosistemas. La utilización de la materia orgánica a través de los procesos de degradación que producen gases para controlar los patógenos de los vegetales. Este proceso ha sido definido como biofumigación (Kirkegaard et al. 1993b; Bello 1998) ampliando a todas las materias orgánicas y residuos agroindustriales el anterior concepto de biofumigación que se aplicaba sólo a la emisión de isotiocianatos durante los procesos de descomposición de las brasiccas y su efecto fungicida e insecticida (Kirkegaard et al. 1993a, b; Matthiesen y Kirkegaard 1993; Angus et al. 1994). Por otro lado, Stirling (1991), en una revisión sobre el control biológico de los nematodos parásitos de plantas, señala la importancia de la materia orgánica no solo por mejorar la fertilidad y estructura del suelo, sino también por su efecto tóxico sobre los nematodos fitoparásitos.
La biofumigación es el control de plagas y patógenos del suelo por medio de la liberación en el suelo de compuestos originados naturalmente de la descomposición de residuos orgánicos. Una amplia gama de residuos orgánicos pueden ser utilizados para biofumigar, desde distintos tipos de estiércoles a residuos de cultivos como boniato, papa, sorgo, Brassicas, maíz, etc.
La biofumigación utiliza los gases y otros productos resultantes de la biodegradación de las enmiendas orgánicas y residuos agroindustriales como fumigantes para el control de los organismos patógenos de vegetales, se contribuye con ello, además, a resolver los problemas ambientales graves que estos productos pueden producir. Su eficacia se incrementa cuando se incorpora dentro de un sistema de manejo integrado de cultivos (Bello 1998) y se diferencia del uso de las enmiendas orgánicas en las características de los materiales biofumigantes y en el método de aplicación (Bello et al. 1999b). Esta técnica puede ser de gran interés en países en vías de desarrollo debido al bajo coste y facilidad de aplicación. Bello et al. (1999b, 2000a,b,c) definen la biofumigación como “la acción de las sustancias volátiles producidas en la biodegradación de la materia orgánica en el control de los patógenos de las plantas, incrementándose su eficacia cuando se incluyen en un sistema integrado de producción de cultivos”; presentan resultados de su aplicación en cultivos de cucurbitáceas, pimientos, zanahoria, tomate, otras hortalizas, fresa, plátanos, cítricos, frutales, viñedos y flor cortada en diferentes ambientes, obteniendo una eficacia similar a los pesticidas convencionales, al mismo tiempo que incrementan los nematodos saprófagos, mejoran las características del suelo y la nutrición de la planta, señalando la necesidad de diseñar una metodología para cada situación, diferenciándose de la aplicación de la materia orgánica en la dosis y el método de aplicación.
Algunos materiales orgánicos tienen efecto, por ejemplo, contra nematodos a través de la actividad microbiana relacionada con la liberación de amonio. Estos materiales tienen una baja relación C/N con altos contenidos de proteínas y aminas. Las enmiendas con efecto nematicida tienen una relación C/N menor a 20, a relaciones C/N menores a 10 puede haber efectos fitotóxicos. Cuando los materiales incorporados al suelo para biofumigar son tejidos de Brassicas, entre los productos de la degradación de los mismos, se liberan unos compuestos denominados glucosinolatos. Los isotiocianatos y otros compuestos volátiles derivados de los glucosinolatos juegan un papel muy importante en la supresión rápida (< 10 días) de patógenos. En diferentes ensayos, enmiendas con residuos de boniato, papa, espinaca, tomate y sorgo fueron en algunos casos tan efectivas como los residuos de Brassicas, por lo que numerosos autores suponen que el aporte de materia orgánica sobre la comunidad microbiana puede favorecer la aparición de antagonistas y contribuir a reducir la población de patógenos.

Fernández, Rodríguez-Kábana y Kloepper (2000) analizan el valor de los enzimas del suelo para determinar la capacidad de los microorganismos en la supresión de los patógenos de plantas, señalando que los contenidos de ureasa y quitinasa están inversamente correlacionados con el número de nódulos de M.arenaria y que la aplicación de compost incrementa las poblaciones de bacterias y la actividad enzimática (ureasa, proteasa, quitinasa, catalasa y la hidrólisis de diacetato de fluoresceina). Calderón et al. (2000) señalan que la biofumigación se encuentra entre las mejores alternativas al BM en cultivos de tomate y brasica en Guatemala. Hewlett y Dickson (2000) señalan que los nematodos formadores de nódulos (M.arenaria y M.javanica) pueden ser controlados con la aplicación de taninos. Bello et al. (2000c) definen la biofumigación, indicando que su eficacia es similar a la de los pesticidas convencionales, y aunque la técnica es diferente a la solarización, se pueden complementar incrementando su eficacia.
Solarización y biofumigación para control de nemátodos
Los nemátodos son animales de apariencia similar a un gusano. Hay muchas clases de nemátodos, algunos de los cuales habitan el suelo, son de tamaño microscópico y viven como parásitos en las raíces de las plantas, afectando seriamente los rendimientos y constituyendo por ende un problema importante en las producciones hortícolas.
Comúnmente se combatía a los nemátodos y otras plagas del suelo mediante la aplicación de productos químicos y/o fumigantes de alta toxicidad, como el bromuro de metilo. A partir de la prohibición de éste último -debido principalmente a su efecto destructor de la capa de ozono- se han comenzado a investigar diferentes alternativas de control, y en este sentido, la solarización y la biofumigación aparecen como herramientas efectivas y de bajo impacto ambiental.
Solarización
La solarización consiste en el calentamiento del suelo a temperaturas tales que se produzca un control físico de los patógenos del mismo. Se logra cubriendo el suelo con polietileno transparente de baja densidad (entre 40 y 100 micrones, tipo cristal) para incrementar y mantener el efecto de la radiación solar, durante 40/45 días, utilizando los rayos solares que inciden de forma perpendicular en la superficie del suelo, mejorando la efectividad de la técnica. En años con frecuentes lluvias o días nublados durante el período del tratamiento, el efecto de la técnica puede verse disminuido.
La solarización ha tenido resultados contradictorios en el control de nematodos fitoparásitos, es efectivo en el control de algunos ectoparásitos y endoparásitos migratorios (Ditylenchus spp. y Pratylenchus spp.), mientras que, la mayoría de las veces, no lo es para los endoparásitos formadores de nódulos (Meloidogyne spp.), es efectiva para determinadas malas hierbas y algunos hongos fitopatógenos que se localizan en capas profundas del suelo. Las técnicas de solarización sólo se pueden utilizar en áreas de temperaturas altas, por lo que son de gran interés las estrategias que permitan la utilización de la técnica en épocas frías y en países con temperaturas bajas así como el incremento de su eficacia para organismos como los nematodos formadores de nódulos. Los procesos implicados en la solarización no son del todo conocidos, el incremento de la temperatura del suelo es fundamental para la reducción del inoculo, pero existen otros efectos importantes derivados de la actividad microbiana (Bello et al., 1993).

La biofumigación combina los efectos de la solarización pero a diferencia de ésta, se incorporan al suelo, previo a la cobertura del mismo con polietileno, diferentes tipos de enmiendas y materiales orgánicos sin compostar (abonos verdes, estiércoles, restos de cultivos, residuos orgánicos de la industria, etc.), a razón de 5 a 10 kg por m2 (según el material orgánico a incorporar). En este caso, además de la acción del sol, se produce otro fenómeno a partir de la acción de los microorganismos al descomponer la materia orgánica. Estos generan gran cantidad de sustancias químicas de origen natural (amonio, fenoles, sulfídrico y un importante número de sustancias volátiles y ácidos orgánicos) que actúan como controladores de los patógenos del suelo. También se considera que la incorporación de materia orgánica por sí misma, estimula el desarrollo de los microorganismos benéficos, disminuyendo las poblaciones de plagas.
Para asegurar el éxito de éstas técnicas se debe regar el suelo abundantemente (a capacidad de campo) antes de la colocación del polietileno y continuar con riegos habituales (cintas de goteo debajo del nylon).
Para el caso de la biofumigación el período del proceso es más corto que el de solarización, pudiendo sembrar después de sólo 20 días de iniciado el tratamiento sin inconvenientes.
El material orgánico incorporado al suelo sirve además como fertilizante de base, pudiendo desarrollar el cultivo sin inconvenientes hasta 3 ó 4 meses de realizado el tratamiento. Se puede reforzar la fertilización con aplicaciones foliares o a través del riego con abonos líquidos o biofertilizantes.
Se debe procurar que durante el transporte y almacenaje en campo no se pierdan los gases producidos en la biodegradación, cubriendo los montones del biofumigante con plásticos hasta el momento de su aplicación. Se recomienda la utilización de una dosis de 50 t ha-1, aunque cuando los problemas de nematodos u hongos sean muy graves, se deben aplicar 100 t ha-1, dosis que se puede reducir mediante las técnicas de cultivo, como la aplicación en surcos. Se debe distribuir el biofumigante uniformemente, para que no aparezcan focos de patógenos que puedan crear problemas en el cultivo. Una vez distribuido el biofumigante, se debe incorporar inmediatamente al suelo mediante un pase de rotavator, dejando la superficie del suelo lisa con la aplicación de la alomadora del rotavator. Se riega, a ser posible por aspersión, hasta que se produce una saturación del suelo, aunque se puede regar a manta o instalar goteros. Se cubre a continuación con plástico para retener, durante al menos dos semanas, los gases producidos en la biodegradación de la materia orgánica.

La biofumigación es una técnica fácil de aplicar por agricultores o técnicos. Una vez elegido el biofumigante, el método de aplicación debe tener en cuenta la necesidad de retener al menos durante dos semanas los gases fumigantes producidos en la biodegradación de la materia orgánica (normalmente cubriendo la superficie a tratar con plástico transparente de poco grosor), siendo este el tiempo de acción necesario para el control de los patógenos.
La utilización como biofumigante de restos de Brassicaceas (coles, coliflores, rábanos, nabos, brócoli, mostaza, etc.) es especialmente interesante, dado que en su descomposición se producen de forma natural compuestos de isotiocianatos de marcado efecto fumigante contra hongos patógenos e insectos nocivos para las plantas cultivadas.
Al contrario que con la solarización, en la biofumigación la temperatura ambiente no es un factor limitante, ya que se puede realizar en cualquier época del año. La solarización por si sola no es un método eficiente de control de patógenos de suelo. Resulta eficaz cuando se combina con biofumigación, se recomienda de 30-60 días a una temperatura ambiental superior a 30-35 ºC durante julio y agosto, con el fin de alcanzar en el suelo temperaturas superiores a 50ªC. No obstante con la solarización se ha observado una disminución de la biodiversidad en la microfauna del suelo.
Las principales ventajas de la tecnología ofrecida son su bajo costo, no afecta la capa de ozono, es un proceso totalmente natural y no contaminante y no produce intoxicación de las plantas, a la vez que permite una excelente germinación, crecimiento y enraizamiento de éstas. Además, brinda un aporte adicional de materia orgánica al suelo, por la descomposición de las malezas en el suelo, lo que facilita el arrancado de las posturas conservando sus raíces.. Las desventajas son el tiempo relativamente largo requerido para efectuar el tratamiento y la necesidad de utilizar malezas específicas, lo cual requiere capacitar a los productores en su reconocimiento.
Costo
El único insumo que se debe adquirir es el plástico de cobertura, que suele ser transparente y de unos 80 micrones de espesor para la generalidad de los casos. El costo para un área de 10 m² es de $ 11. Si se compara el costo de la biofumigación con los tratamientos alternativos, como puede ser el de bromuro de metilo, que cuesta $ 24 para la misma superficie, o el tratamiento con metam sodio ($ 14,75), o la combinación solarización-metam sodio ($ 10), la propuesta resulta sumamente conveniente. Los recursos provenientes del sistema productivo son principalmente los residuos de cosecha presentes en el campo.

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