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Ecosistemas
microbianos de los
cultivos intensivos en
invernadero
Dpto. Fitopatología
Dra. Mª Antonia Elorrieta
•
•
Almería: máximo ejemplo de la
agricultura
intensiva
bajo
plástico.
Premisas básicas hasta hoy en
día: (1) obtener la mayor
cantidad de producto posible
(2) con la mejor calidad exigida
(3) al menor coste.
Campo de Dalías, Almería (Spain)
Variables para su consecución:
•
•
•
•
Planta: Monocultivos  Tipos, Variedades, Resistencias,
Nutrición: Demandas y carencias  Fertirrigación, Enmiendas
orgánicas, Características físico-químicas del suelo, Cultivos hidropónicos.
Ambiente abiótico: Insolación, Temperatura, Humedad  Estructura y
control climático
Ambiente biótico: Plagas y enfermedades  Fitosanitarios
Control de Plagas y Enfermedades
•Evidencia la toxicidad crónica y aguda de los fitosanitarios
para personas, animales y el medio ambiente
•Pérdida de efectividad de los fitosanitarios, a las dosis
permitidas, en el control de los problemas para los que se
usan. Acumulación de resistencias.
•Aumento de la presión a buscar
alternativas al uso de fitosanitarios.
•En una década, Almería se recicla y se
convierte al control biológico
•Establece un sistema de CB de plagas
que es un modelo mundial
Control de Plagas
•Observación de los EENN y plagas
•Controlando humedad y Tº
•Uso compatible de fitosanitarios
•Reducción del recetario y nombres de
materias activas
•Fungicidas, bactericidas o virucidas
Control de Plagas
Dificultades:
• que el clima sea adecuado
• especie vegetal compatible
• que encuentre alimento
• conseguir un nivel adecuado de EENN
• uso de fitosanitarios que les afecten
Ventajas:
• se mueven
• buscan nicho adecuado
• se pueden observar los
EENN y las plagas
Asignatura pendiente
Control biológico de enfermedades
•No se ve el problema
•No se ven los agentes de control
•No hay metodología asequible para su seguimiento
Modos de CB de enfermedades
• Adición antagonistas microbianos o sus productos
producidos de forma artificial
•Defensa y promoción de los ecosistemas microbianos
Microorganismos como agentes de CB:
Antagonismo microbiano
Competición: dependen del mismo factor de crecimiento
Amensalismo: uno produce sustancias inhibitorias
Parasitismo: un microorganismo se alimenta del otro que se
ve perjudicado o muere
Predación: un microorganismo se nutre de otro
Comensalismo:
SAR
y
SIR
Un
microorganismo produce nutrientes
para otro
Mutualismo: Los dos organismos
se ven beneficiados por la acción
mutua
Control biológico de enfermedades
Objetivos
•Impedir la entrada del patógeno
•Impedir la germinación del patógeno
•Impedir el crecimiento del patógeno
Impedir la entrada del patógeno
Colonización superficie
Impedir la germinación del patógeno
Wissam 5 cc
Wissam 10 cc
Wissam
120
100
80
60
40
20
0
SPA
Stemphylium
botryosum
Fulvia fulva
Botrytis cinerea
Alternaria
solani
Pectobacterium
carotovorum
Pseudomonas
syringae
Impedir el crecimiento del patógeno
120
As 5 días
Bc 8 días
Sb 5 días
As 8 días
Ff 5 días
Sb 8 días
Bc 5 días
Ff 8 días
100
80
60
40
20
0
SPA R
SPA
Wissam 5 cc R
Wissam 5 cc
Wissam 10 cc R
Wissam 10 cc
Problemática para la instauración de los
agentes de biocontrol
Primer factor: Comercialización – Tiempo
de vida útil
Preparados delicados, de fácil alteración y
difícil conservación
Segundo factor: Acceso al punto de destino
Los microorganismos son inmóviles o poco móviles
Vehículos para su movimiento: aire, agua, animales,
manipulación…..
Aplicado foliar de microorganismos aéreos
Aplicado por riego
microorganismos rizosféricos:
inoculación en semilla o semillero
Problemática para la instauración de
agentes de biocontrol
Tercer factor: supervivencia en el nuevo hábitat
ºC
Invernadero presenta muchos ecosistemas extremos:
Temperatura
Tº aire invernadero
Iluminación
50
Humedad
40
30
Nutrición
20
10
pH
0
Exudados vegetales
Presencia de químicos: fitosanitarios
T aire (ºC)
HR aire (ºC)
Rg (W m-2)
T sustrato (ºC)
T suelo 25 (ºC)
T hoja (ºC)
6:00
14,5
87,2
0
16,9
22,7
15
12:00
26,6
66,3
664
19,2
22,7
24,9
6:00
16,1
91,3
0
19,3
23,2
16,6
12:00
19,9
90,7
66,38
19,7
23
20,5
6:00
7,6
88,9
0
11,6
16,3
6,3
12:00
25,2
76,6
617,7
12,4
16
23,6
6:00
12,2
93,4
0
15
17,1
12,7
12:00
15,5
92,1
114,7
14,6
16,8
16,5
Hora
12/11/2014 Caluroso y despejado
14/11/2014 Caluroso y nuboso
06/02/2015 Frío y despejado
12/02/2015 Frío y nuboso
24-ene
jul-30
Problemática para la instauración de los
agentes de biocontrol
-Cuarto factor: “Supervivencia frente a otros microorganismos”.
Los hábitat donde se van a ubicar nuestros antagonistas pueden
-estar deshabitados (fitosanitarios, ambiente extremo, tratamientos
físicos)
-ocupados por otros microorganismos: implantación difícil por
antagonismo, fácil por mutualismo
Trichoderma spp. hongo bastante competitivo:
• hongo micoparásito
• hongo celulolítico
• saprofítico
• rápido desarrollo y abundante esporulación
Bacillus subtilis
• produce endosporas: resistentes a 100ºC, la luz UV, químicos.
• Anaeróbico facultativo
• Agente recolonizadores de cualquier ambiente
• Produce numerosos tipos de antibióticos
• Supervivientes en ambientes extraños
Pseudomonas spp.
• bacterias Gram negativas altamente versátiles, de gran
capacidad metabólica, adaptadas a numerosos ambientes
Defensa y promoción de los
ecosistemas microbianos
• Los microorganismos que se asocian de forma natural a las plantas pueden
actuar directamente como antagonistas microbianos y ejercer las acciones
de CB y Promoción del crecimiento
•Se trata de proteger esas poblaciones microbianas que se seleccionan
naturalmente para estar en el medio rizosférico o en la filosfera de la planta.
•Habrá antagonistas de acción directa y de acción indirecta
•Se puede mejorar la población con actuaciones o prácticas culturales
•Reducción uso fitosanitarios
•Introducción de materia orgánica al suelo
•Selección de microorganismos autóctonos para su empleo en el mismo
sistema del cual proceden
Poblaciones microbianas
antagonistas
Aislados desde frutos
12
10
8
Aislados desde hojas
6
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
4
2
Aislados desde suelo
MV2,1
MV1.1 Cys
MV1.1 ND
Hort 2.1
Hort1,1
Cbs 8,1
Cbs 6.1
Cbs 2.1
Cbs1.4
Cbs1.3
Cbs1.2
Cbs1.1
Smsa6,3
Smsa6,2
Smsa 6,1
Smsa5.4
Smsa5.3
Smsa5.2
Smsa5.1
0
12
10
•Muestreos de más de 20 invernaderos de pepino
•Muestras de hojas, frutos, suelos
•Hongos (103 a 105), Bacterias (105 a 108),
•Más de 400 cepas aisladas
•Más de 200 cepas testaddas
8
6
4
2
0
Poblaciones microbianas
antagonistas
Cre cim ie nto de oidio e n cotile dón de plantas nue vas
F0%1S
F0%1E
12
F0.5%1S
F0.5%1E
10
F1%S
F1%1E
8
F2%S
6
F2%1E
F0%2S
4
F0%2E
F0.5%2S
2
F0.5%2E
F1%2S
0
7
11
14
18
Días
22
26
F1%2E
F2%2S
F2%2E
Materia Orgánica – Enriquecimiento microbiano
Restos vegetales
Log UFC/gr
10,00
9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
Hongos
Levaduras
Bacterias
Tipos coloniales
9,0
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
•Log UFC bacterias similar en todas muestras. Menor en suelos.
•Diversidad bacteriana menor en arena
•Log UFC fúngica menor en suelos. Mayor en solarización con RV
•Diversidad fúngica mayor en suelos con biosolarización
•Levaduras las más afectadas por la solarización
•Hongos principales: Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Mucor
• Penicillium desaparece tras los 14 días de solarización
Hongos
Levaduras
Bacterias
Materia Orgánica – Enriquecimiento microbiano
Compostaje
•Log UFC=8 MAM invariable hasta 50 d
•Log UFC= 7 MAT invariable hasta 50 d
•Log UFC= 5 MFM invariable
•Log UFC= 1 MFT casi inexistentes
Equipo Investigador
Lda. Fátima Lara
Dr. Melchor Juan
Lda. Ana Toribio
Lda. Liliana Alfaro
Ingr. Carlos Rodríguez
Tco. Guadualupe Maldonado
……………………..
Y colaboradores
MUCHAS GRACIAS POR
SU ATENCIÓN