Definición de Control Biológico

(1)

•Definición de Control Biológico

•Fenómenos de Control Biológico

•Agentes de Control Biológico

•Estrategias de Control Biológico

•Prácticas Agrícolas

•Aplicación de restos orgánicos al suelo

•Aplicación foliar de extractos de compost

•Introducción de agentes de control biológico

•Explotación del control biológico natural

(2)

Definición de Control Biológico

“

Reducción de la densidad de inóculo o de las

actividades asociadas a la patogénesis de un

fitopatógeno

, en su estado activo o durmiente,

mediante uno o más organismos

, lograda de manera

natural o a través de la manipulación del ambiente,

del huésped o del antagonista, o por la introducción

de uno o más antagonistas”

(3)

Fenómenos de control biológico

Ä

_pat

_ó

_geno

_-

_supresivo

supresi

ó

n de la actividad

saprof

í

tica

o la supervivencia del pat

ó

geno

Ä

escasa viabilidad de los prop

_{escasa viabilidad de los prop}

á

gulos

(supervivencia)

Ä

inhibici

_inhibici

ó

n de la germinaci

ó

n y del crecimiento saprof

í

tico en la

rizosfera o filoplano

(dispersi

ó

n y

prepenetraci

ó

n

)

Ä

exclusió

_exclusi

ón pasiva

n pasiva

(penetraci

ó

n)

Ä

_enfermedad

_-

_supresivo

supresi

ó

n de la actividad paras

í

tica del pat

ó

geno

Ä

(4)

Ciclo de patogénesis

Supervivencia Multiplicación Dispersión Prepenetración Penetración Infección Enfermedad Distribución Multiplicación Prepenetración Penetración Dispersión

Ciclo

primario

Ciclos

secundarios

fuente de inóculo primario

(5)

•Definición de Control Biológico

•Fenómenos de Control Biológico

•Agentes de Control Biológico

•Estrategias de Control Biológico

•Prácticas Agrícolas

•Aplicación de restos orgánicos al suelo

•Aplicación foliar de extractos de compost

•Introducción de agentes de control biológico

•Explotación del control biológico natural

(6)

•biotipos avirulentos o hipovirulentos

•agentes inductores de resistencia

•antagonistas del patógeno

Agentes de control biológico (ACB)

Agentes de control biológico

(ACB)

(7)

•biotipos avirulentos o hipovirulentos

(de la misma especie del patógeno o muy próximas)

•Fusarium oxysporum (saprofito)

•Rhizoctonia solani

(micovirus)

y Rhizoctonia spp.

(binucleadas)

•Cryphonectria parasitica

(micovirus)

•Gaeumannomyces graminis var. tritici

(micovirus)

•cepa 47 del Virus de la Tristeza de los Cítricos

Agentes de control biológico

Competición por los sitios de infección (PROTECCIÓN CRUZADA) y nutrientes en la rizosfera

(8)

Agentes de control biológico

•agentes inductores de resistencia

(activan los mecanismos de defensa de la planta)

•Patogenos atenuados /

Resistencia Sistémica Adquirida (SAR)

•necrosis (19 casos 97)

•Colletotrichum lagenarium / pepino /

C. lagenarium

•ACB /

Resistencia Sistémica Inducida (ISR)

•sin síntomas (43 casos 98)

•Serratia plymuthica / pepino /

Pythium ultimun

•Pseudomonas fluorescens / clavel /

F. o. f.sp. dianthi

Lignificación y otras barreras estructurales (p.ej. depósitos de calosa), acúmulo de PRs, fenoles

Resistencia parcial, no específica Fenómeno dependiente del cultivar

(9)

Agentes de control biológico

•antagonistas del patógeno

(supervivencia del inóculo, desplazamiento saprofítico, protección de la superficie vegetal)

•competición

(carbono, nitrógeno, hierro, oxígeno..., espacio)

•Fusarium spp. /

Gaeumannomyces graminis

•antibiosis

(antibióticos, sideróforos)

•Pseudomonas fluorescens /

G. graminis

•parasitismo

(micoparásitos necrotrófos)

•Trichoderma spp.; Gliocladium spp.

(10)

•Definición de Control Biológico

•Fenómenos de Control Biológico

•Agentes de Control Biológico

•Estrategias de Control Biológico

•Prácticas Agrícolas

•Aplicación de restos orgánicos al suelo

•Aplicación foliar de extractos de compost

•Introducción de agentes de control biológico

•Explotación del control biológico natural

(11)

Estrategias de Control Biológico

H

Manipulación del ambiente mediante

prácticas

agrícolas

, en beneficio de los agentes de control

biológico residentes o a la planta y/o entorpecer al

fitopatógeno

H

introducción artificial de agentes de control

biológico

Hautosuficientes (una aplicación)

Hparcialmente autosuficientes (re-aplicaciones ocasionales)

Htransitorios (re-aplicaciones repetidas)

H

Explotación del control biológico natural, empleo si

se dispone de

suelos o sustratos supresivos

(12)

Intervenciones en el patosistema

Huésped Microorganismos Microorganismos Patógeno temperatura pH iones inorgánicos (constituyentes y abonos) humedad atmósfera plaguicidas

e inhibidores _mineralogíatextura y exudados desechos restos orgánicos Fmodificación del ambiente mediante prácticas agrícolas Fintroducción artificial de agentes de control biológico

20% enfermedades foliares y postrecolección

80% enfermedades de suelo

(13)

•Definición de Control Biológico

•Fenómenos de Control Biológico

•Agentes de Control Biológico

•Estrategias de Control Biológico

•Prácticas Agrícolas

•Aplicación de restos orgánicos al suelo

•Aplicación foliar de extractos de compost

•Introducción de agentes de control biológico

•Explotación del control biológico natural

enmiendas orgánicas

abonos verdes

biofumigación

acolchado orgánico

GUIÓN

enmiendas orgánicas

abonos verdes

biofumigación

acolchado orgánico

(14)

Enmiendas org

á

nicas

–

la eficacia depende de sus

composici

ó

n

,

densidad de in

ó

culo

del

pat

ó

geno y

dosis de aplicaci

ó

n

(>50t/ha)

Aplicación de restos orgánicos al suelo

Estimulo nutritivo

Estimulo nutritivo KK germinacigerminacióón de propagulos n de propagulos KK lisislisis

Incremento de la biomasa, actividad y diversidad microbiana

Incremento de la biomasa, actividad y diversidad microbiana KK sumidero de sumidero de nutrientes

nutrientes

Algunas enmiendas (

Algunas enmiendas (m.o. poco colonizadas, frescasm.o. poco colonizadas, frescas, poco troceadas, mal , poco troceadas, mal incorporadas)

incorporadas)

•

•problemas agronproblemas agronóómicosmicos

•

•incremento del inincremento del inóóculo del culo del patogenopatogeno Coste y log

Coste y logíísticastica

Métodos Biológicos

Practicas agrícolas

Métodos Biológicos

Practicas agrícolas

(15)

Enmiendas org

á

nicas

Aplicación de restos orgánicos al suelo

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

estiércol fresco de vaca (53 t/ha)

estiércol compostado de vaca (60 t/ha)

10 ufc/g >10 ufc/g

+++

++

-

---¦ Supervivencia de plántulas de rábano en suelos infestados por R. solani (Voland y Epstein, 1994)

(16)

(17)

Abonos verdes

–

enmienda org

á

nica

–

plantas inhibidoras

(liberan sustancias biocidas)(liberan sustancias biocidas)

»

» TagetesTagetes y Artemisia (y Artemisia (terpenoidesterpenoides))

»

» BrasicasBrasicas ((isotiocianatosisotiocianatos , otros compuestos sulfurosos y , otros compuestos sulfurosos y aldaldééhidoshidos))

»

» SorghumSorghum ((ciancianíídricodrico))

–

plantas trampa

(eliminadas antes que el nematodo cierre el ciclo)(eliminadas antes que el nematodo cierre el ciclo)

Liberaci

Liberacióón de biocidas a las fases gaseosa y ln de biocidas a las fases gaseosa y lííquida del sueloquida del suelo La ocupaci

La ocupacióón del suelo tiene que ser compatible con la rotacin del suelo tiene que ser compatible con la rotacióónn Disponibilidad de agua

Disponibilidad de agua

Aplicación de restos orgánicos al suelo

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

(18)

(19)

Biofumigaci

ó

n

–

m

é

todo de aplicaci

ó

n:

(50 a 100 t/ha; T

ª

>20

º

C)

»

» incorporaciincorporacióón m.o. /compactacin m.o. /compactacióón/riegosn/riegos

(

( @@ retener los gases en el suelo > 2 semanas) retener los gases en el suelo > 2 semanas)

–

selecciona la m.o. por su poder fumigante

(m.o. fresca)

»

» BrasicasBrasicas (50 (50 -- 80 t/ha 80 t/ha --20 k semillas de 20 k semillas de brasicasbrasicas--))

»

» GramGramíínea/Leguminosa nea/Leguminosa

»

» m. o. rica en N (>8%);m. o. rica en N (>8%); C/N = 8C/N = 8--2020

»

» estiestiéércoles frescos de ganadorcoles frescos de ganado

»

» residuos agroindustrialesresiduos agroindustriales

Aplicación de restos orgánicos al suelo

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

(20)

Liberaci

Liberacióón de gases biocidas n de gases biocidas ((isotiocianatosisotiocianatos, amoniaco, , amoniaco, ciancianíídricodrico, , sulf

sulfíídricodrico...)...) Anaerobiosis

Anaerobiosis

Coste y log

Coste y logíística stica

Biofumigaci

ó

n

–

biofumigaci

ó

n

/solarizaci

ó

n

z

Pimiento /

Meloidogyne

incognita

(Campo de Cartagena,

Murcia)

estiércol (oveja/gallinaza), 100t/ha, con solarización 1 mes

Br Me -equivalente control 1º, 2º y 3º

año-(BELLO et al., 2001)

Aplicación de restos orgánicos al suelo

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

estiércol (oveja/gallinaza), 100t/ha, con solarización 1 mes

Br Me -equivalente control 1º, 2º y 3º

(21)

_Biofumigaci

_ó

_n

1.

1. -

-

Distribuci

ó

n

2.

2. -

-

Incorporaci

ó

n

Combinado con solarizaci

ó

n

3.

(22)

Efectos sobre los fitopatógenos

Población

de microorganismos del suelo

Tiempo desde el tratamiento

Biofumigación

Enmienda orgánica

(23)

Incremento de la biomasa, actividad microbiana

Enzimas

Enzimas celulolcelulolííticasticas

paredes celulares de Oomycetesparedes celulares de Oomycetes

Acolchados org

á

nicos

–

residuos celul

ó

sicos (cortezas, paja de cereales)

–

20 a 25 cm de altura alrededor del

á

rbol (2 aportes/a

ñ

o)

z

Phytophthora

cinnamomi

/ Aguacate

(Australia y California)

Aplicación de restos orgánicos al suelo

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

(24)

(25)

•Definición de Control Biológico

•Fenómenos de Control Biológico

•Agentes de Control Biológico

•Estrategias de Control Biológico

•Prácticas Agrícolas

•Aplicación de restos orgánicos al suelo

•Aplicación foliar de extractos de compost

•Introducción de agentes de control biológico

•Explotación del control biológico natural

(26)

Extractos de compost

–

su eficacia depende de:

–

relaci

ó

n compost:agua de 1:3 a 1:10

–

tiempo de fermentaci

ó

n entre 10 a 15 d

í

as

–

naturaleza del compost

–

patosistema

z

oidios

_oidios

, mildiu y

Botrytis

cinerea

Aplicación foliar de extractos de compost

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

(27)

Extractos de compost

z

Pimiento /

Botrytis

cinerea

Inducci

Induccióón de resistencia n de resistencia sistemicasistemica Aporte nutritivo a la microflora epifita

Aporte nutritivo a la microflora epifita KK sumidero de nutrientessumidero de nutrientes Fungitoxicidad

Fungitoxicidad

Aplicación foliar de extractos de compost

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

0 0.5 1 1.5 2 2.5 estiércol de ganado estiércol / gallinaza

orujo de vid Control

a

ab

c

bc

b

c

b

compostaje en pilas 3 meses

agua:compost 1:5

fermentación 2 semanas

compostaje en pilas 3 meses

agua:compost 1:5

fermentación 2 semanas

(ELAD y SHTIENBERG, 1994)

extracto

(28)

(29)

•Definición de Control Biológico

•Fenómenos de Control Biológico

•Agentes de Control Biológico

•Estrategias de Control Biológico

•Prácticas Agrícolas

•Aplicación de restos orgánicos al suelo

•Aplicación foliar de extractos de compost

•Introducción de agentes de control biológico

•Explotación del control biológico natural

inóculos comerciales

plántulas micorrizadas

productos asociados ACB

GUIÓN

inóculos comerciales

plántulas micorrizadas

(30)

_{resultados variables en condiciones comerciales}

–

eficacia muy afectada por variaciones ambientales

»

» factores edfactores edááficos ficos (pH, concentraci(pH, concentracióón de nutrientes, tipo de arcilla)n de nutrientes, tipo de arcilla)

»

» cultivo, cultivar, edad cultivo, cultivar, edad (cantidad y calidad de los exudados radicales)(cantidad y calidad de los exudados radicales)

»

» patpatóógenogeno

–

nicho ecol

ó

gico libre

aplicaci

ó

n necesariamente preventiva

aplicaci

ó

n a la semilla y al material de plantaci

ó

n

aplicaci

ó

n durante el compostaje

(compost reforzados)

Métodos Biológicos

Introducción de ACB

(31)

Métodos Biológicos

Introducción de ACB

Métodos Biológicos

Introducción de ACB

Micoparasitismo

Micoparasitismo, Antibiosis e ISR, Antibiosis e ISR

•Bacterias

•Agrobacterium radiobacter (estirpes K-84; K-1026)

•Bacillus subtilis, Pseudomonas spp., Streptomyces griseo

•Hongos

•Trichoderma spp., Gliocladium virens, Paecilomyces lilaci

• P. fumosoroseus, Ampelomyces quisqualis, Coniothyrium

(32)

Métodos Biológicos

Introducción de ACB

Métodos Biológicos

Introducción de ACB

•Micorrizas arbusculares (MA)

• orden Glomales

(80 al 90% especies de interés agronómi

Mejora la nutrici

Mejora la nutricióón de la planta, Proteccin de la planta, Proteccióón de los sitios de infeccin de los sitios de infeccióón e ISRn e ISR

(33)

Mim

_Mim

é

ticos de SAR

–

Acibenzolar

-

S

-

metil (

Bion

50%), sist

é

mico (50 g/ha)

_Elicitores

–

Harpin

(Messenger), no sist

é

mico (300 a 600 g/ha)

_{Extractos o sustancias naturales}

–

Brotomax

–

Quitosano (

Biorend

,

Quitosem

)

Métodos Biológicos

Introducción de ACB

Métodos Biológicos

Introducción de ACB

(34)

(35)

•Definición de Control Biológico

•Fenómenos de Control Biológico

•Agentes de Control Biológico

•Estrategias de Control Biológico

•Prácticas Agrícolas

•Aplicación de restos orgánicos al suelo

•Aplicación foliar de extractos de compost

•Introducción de agentes de control biológico

•Explotación del control biológico natural

GUIÓN

suelos supresivos

sustratos supresivos

suelos supresivos

(36)

medios en los que la incidencia o severidad de la enfermedad

_{medios en los que la incidencia o severidad de la enfermedad}

es menor a la esperada

(testigo: suelo o sustrato conductivo)

debido al

efecto de

“ambiente

suelo o

sustrato”

sobre el

patosistema

debido al

efecto de

“

ambiente

suelo o

sustrato

”

sobre el

patosistema

Huésped Microorganismos del suelo Patógeno temperatura pH iones inorgánicos (constituyentes y abonos) humedad atmósfera plaguicidas

e inhibidores _mineralogíatextura y

exudados radicales

restos orgánicos

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

(37)

Propiedades involucradas en los fen

ó

menos de

supresividad

n

_F

_í

_sicas

o

_Qu

_í

_micas

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Suelos o sustratos supresivos

El ambiente suelo selecciona una

El ambiente suelo selecciona una microbiotamicrobiota que actque actúúa suprimiendo al a suprimiendo al fitopat

fitopatóógeno o la enfermedadgeno o la enfermedad

p

(38)

¾

alta capacidad de sostenimiento

_{alta capacidad de sostenimiento}

de la actividad microbiana

(

microbiostasis

)

×

competici

ó

n y/o antibiosis

Æ

Æ No transferible; No X pasteurizaciNo transferible; No X pasteurizacióónn

¾

_{actividad eficaz de ciertos agentes}

de control biol

ó

gico

×

parasitismo, competició

parasitismo, competici

ó

n

antibiosis e inducci

antibiosis e inducció

ón de

n de

resistencia

Æ

Æ TTransferible; Si X pasteurizaciransferible; Si X pasteurizacióónn

“supresión general”

y Pythium y

Phytophthora spp.

“

supresi

ó

n general

”

y

Pythium

y

Phytophthora

spp.

“supresión específica”

y R. solani, S. rolfsii y

formas especiales de

F. oxysporum

“

supresi

ó

n espec

í

fica

”

y

R.

R. solani

solani

, S.

rolfsii

y

formas especiales de

F.

F. oxysporum

oxysporum

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

(39)

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Suelos supresivos

Disponibilidad Disponibilidad Recurso no renovable Recurso no renovable

4

4 Gaeumannomyces

Gaeumannomyces

graminis

var.

tritici

/ trigo

4

4 Fusarium

Fusarium

oxysporum

f. spp.

4

4 Phytophthora

Phytophthora

cinnamomi

/ aguacate

4

4 Pythium

Pythium

spp.

4

4 Rhizoctonia

Rhizoctonia

solani

4

(40)

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Sustratos supresivos

Recursos renovables

Posibilidad de obtener Compost reforzados con ACB

4

4 Pythium

Pythium

y

Phytophthora

4

4 Rhizoctonia

Rhizoctonia

solani

y

Sclerotium

rolfsii

4

4 Fusarium

Fusarium

oxysporum

f. spp.

y

Verticillium

dahliae

Sustratos a base de compost de residuos orgánicos

•cortezas

•estiércoles de ganado

•residuos agroindustriales

•RSU, etc.

(41)

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Sustratos supresivos

Supresividad

Supresividad general mgeneral máás consistentes consistente Supresividad

Supresividad especespecíífica mayor variabilidad entre lotesfica mayor variabilidad entre lotes

Severidad

Pythium

Severidad

Rhizoctonia

LOTES DE SUSTRATOS A BASE COMPOST DE CORTEZA DE PINO

(HOITINK et al., 1993)

25%

50%

4%

(42)

turba 105 testigo turba c.corcho 105 testigo c.corcho

z

Verticilosis del tomate

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

Métodos Biológicos

Explotación CB natural

(43)

Efecto de los sustratos sobre la severidad

Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (raza 0)

sustratos

Turba CC CC 60 OUC OUC 60

S e v e ri d a d 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 c bc a a b

10

5

microconidias/ml.

(44)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 20 40 60 80 100 120140 160 6.0 6.5 7.0 7.5 A U D P C s β−g luc os ida se pH cc25 5 2 e p a r g 0 6 e p a r g 0 6 c c t a e p . m r e v Superficie de respuesta AUDPCs=1.45 - 0.0021·β-glucosidase - 0.1516·pH R2=91.47% (p<0.05)

(45)

Representación de las placas de cada sustrato respecto a

las 2 primeras componentes principales

Componente 1 -6 -4 -2 0 2 4 6 Componente 2 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 CC Turba OVC