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Enfermedades en la producción agrícola: estudio de herramientas epidemiológicas para el manejo de mancha de asfalto en maíz

Las investigaciones se generan desde la Maestría en Agricultura Tropical Sostenible MATS con asesores internacionales de universidades de prestigio. El programa impulsa publicar en revistas científicas, participar en conferencias y acceso a profesores líderes de programas de investigación y desarrollo.

Por: Carlos Efraín Puerto (MATS-ZAMORANO)

La humanidad, desde que inició sus actividades agrícolas, se ha enfrentado al reto de disminuir los efectos de plagas y enfermedades en los cultivos que usa como fuente de alimento, vestimenta, y combustible. El ser humano inició la práctica de observar y relacionar eventos climáticos que sucedían a su alrededor; en ese proceso aprendió a conocer, entender, y convivir con las enfermedades en los cultivos. A través del tiempo las estrategias y tácticas de manejo han mejorado con la tecnología a medida que las civilizaciones han avanzado y desarrollado nuevos conocimientos.

Las decisiones de ¿qué sembrar?, ¿cuándo sembrar? o ¿dónde sembrar? surgieron de la prueba y error. Incluso las prácticas de manejo de enfermedades siguen utilizando este sistema, verificando qué pasa con el rendimiento del cultivo. Las grandes civilizaciones antiguas, no estaban conscientes de los mecanismos biológicos involucrados que llevaron y permitieron obtener buenas cosechas de los cultivos; sin embargo, el éxito obtenido, al manejar y convivir con determinados patógenos ha marcado una pauta en los cultivos que ahora se producen y se consumen.

¿Es correcto usar la palabra epidemiología en las plantas?

Según la etimología de la palabra epidemia se deriva del griego epi. entre; demos, población, o lo que está entre una población. En caso de las plantas, varios autores a finales del siglo XIX o inicios del siglo XX utilizaron el término epifitia (Agrios, 2005). Pero debido al uso común de epidemia en poblaciones de plantas se decidió que es correcto usar ese término. Entonces, se puede definir que, epidemiología es el estudio del desarrollo de enfermedades en poblaciones (plantas), es decir, el cambio o manifestación de una enfermedad a través del tiempo y espacio.

Por lo cual es importante saber y conocer dos términos básicos en la epidemiología de las plantas: incidencia y severidad. Hablar de incidencia es referirse a la presencia de la enfermedad y severidad es, la proporción de la presencia en el tejido de la o las plantas. Es fundamental tener en cuenta que la planta tiene procesos formadores de tejido (hojas, raíces, flores, frutos) que conllevan a la renovación de tejido viejo a nuevo, por lo cual esto es importante, ya que la dinámica de una enfermedad está asociada a la arquitectura de la planta, siendo esta determinante para definir la forma en que se estudia, evalúa y conoce una enfermedad en la planta.

¿Qué es la mancha de asfalto en maíz?

La enfermedad de mancha de asfalto se atribuye a un complejo patológico producido por los hongos Phyllachora maydis Maubl., Monographella maydis Müller & Samuels y dentro de las estructuras o puntos negros llamados ascomatas.  También existe la hipótesis de la presencia de un tercer organismo de P. maydis, el hiperparásito Coniothyrium phyllachorae Maubl (Quiroga, 2017).

Una reciente publicación (McCoy et al., 2019) manifiesta que en el caso de Estados Unidos, no siempre se da por dos hongos. Hay excepciones a la manifestación asociada a dos hongos, por lo cual aún falta por investigar la relación de la enfermedad con el patógeno-planta. Se mencionan los nombres de los patógenos, ya que es de gran relevancia conocer específicamente el causante de la enfermedad, así, las decisiones de evaluación, estudio y seguimiento de la enfermedad marca la pauta de estudio.

La relevancia de esta información parte del dicho “Mantente cerca y conoce al enemigo”. La región de Centroamérica, México y Colombia posee un área de siembra de maíz de aproximadamente 9.4 millones de hectáreas que producen 29.7 millones de toneladas, pero en los períodos en que la enfermedad se presenta en los países de la región, provoca pérdidas del 30 a 100 % en las áreas afectadas (IICA, 2012).

Algunos estudios realizados en Estados Unidos han demostrado que incluso pérdidas del 1% en la producción de maíz causada por la enfermedad podría llevar potencialmente a una reducción en la producción de maíz de 1.5 millones de toneladas métricas de grano por un valor de USD $ 231.6 millones. Dichas pérdidas en la producción afectarán no solo a las industrias relacionadas con el maíz en los Estados Unidos, sino también a la seguridad alimentaria en varios países de bajos ingresos que dependen en gran medida de las importaciones de maíz de los Estados Unidos. Esto, a su vez, puede llevar a un aumento de la pobreza y la inanición y, en algunos casos, al descontento social debido al aumento de los precios de los cultivos de maíz y alimentos básicos (Mottaleb, 2018). Estas cifras son importantes saberlas, ya que uno de los puntos cruciales del manejo de enfermedades es, dimensionar el impacto económico que una enfermedad puede causar en el cultivo.

¿Qué está haciendo Zamorano para conocer y estudiar la mancha de asfalto?

Existe la hipótesis que la dinámica espacio-temporal de mancha de asfalto es dependiente del cultivar usado (variedad o híbrido). Además, el efecto microclimático dado por temperatura T (oC), y humedad relativa (HR) puede tener un efecto en la dinámica espacial de desarrollo de la enfermedad. Además, las altas tasas de desarrollo de esta enfermedad limitan su control, por lo cual es necesario el uso de fungicidas de forma óptima y sostenible con el ambiente. Se ha observado que la enfermedad tiene su mayor punto de severidad en las etapas VT-R1, es decir, en el inicio de sus estados reproductivos y formación de grano.

Dentro de Zamorano la maestría en agricultura tropical sostenible (MATS) está iniciando estudios y colaboraciones integradoras entre departamentos de Ciencia y Producción Agropecuaria (CPA)- Ambiente y Desarrollo (IAD) y Gerencia de tierras, la robusta colaboración de la universidad de PURDUE y el apoyo de la Dirección de Ciencia y Tecnología Agropecuaria (DICTA-Honduras); estudios para evaluar herramientas digitales como, sensores de humedad-temperatura, aplicaciones de softwares para reconocimiento y evaluación de incidencia y severidad de enfermedades, uso de drones con sensores termales y multiespectrales.

A la vez, evaluar el uso de fungicidas, con el propósito de disminuir y emplear de forma eficiente la carga química dentro del cultivo de maíz, evaluando tiempo de aplicación, ya que nuestros productores, según reporte de la Dirección de Ciencia y Tecnología Agropecuaria (DICTA-HONDURAS) los productores realizan de dos a tres aplicaciones de fungicida por ciclo de cultivo y para manejar de forma eficiente la enfermedad, es necesario usar los insumos de forma sostenible.

Durante este proceso, se han involucrado a los estudiantes de primer año y segundo año del aprender haciendo (AH), de forma que la integración educativa sea fortalecida en el proceso de investigación, cada uno de ellos ha aprendido, por ejemplo, sobre el manejo de drenajes para el control de humedad en el suelo ya que es un factor que interviene en la aparición de la mancha de asfalto.

 Se impartieron charlas sobre mancha de asfalto, su ecología en espacios cercanos a ríos y humedales. Se enfatizó, en el efecto de una buena nutrición a la planta para el fortalecimiento del sistema inmune y de respuesta de la planta ante enfermedades y plagas. Los estudiantes de aprender haciendo han realizado levantamientos topográficos con el propósito de validar las correlaciones que se harán entre el análisis a nivel de suelo y los análisis de teledetección con los sensores multiespectrales.

La integración de ciencia, tecnología y educación es un trípode fundamental que permitirá la generación de soluciones ante el problema de enfermedades en los cultivos. En este caso, conocer la enfermedad y disminuir el efecto negativo de la mancha de asfalto en el maíz y crear nuevas alternativas y herramientas de monitoreo y manejo de enfermedades en los cultivos tropicales es fundamental para convivir, crear un ambiente ecológicamente amigable y contribuir como institución con el compromiso de alimentar al mundo.


Referencias:

Agrios, G. (Ed.). (2005). Plant Pathology (5a ed.). USA: ELSEVIER Academic Press.

IICA. (2012). Alternativas de manejo del complejo mancha de asfalto en el cultivo de maíz en centroamérica.: Proyecto de innovación. Costa Rica. Recuperado de la página web de IICA.

McCoy, A. G., Roth, M. G., Shay, R., Noel, Z. A., Jayawardana, M. A., Longley, R. W., … Chilvers, M. I. (2019). Identification of Fungal Communities Within the Tar Spot Complex of Corn in Michigan via Next-Generation Sequencing. Phytobiomes Journal, 3(3), 235–243. https://doi.org/10.1094/PBIOMES-03-19-0017-R

Mottaleb, K. A. (2018). Threats of tar spot complex disease of maize in the United States of America and its global consequences. Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 24(2), 281–300. https://doi.org/10.1007/s11027-018-9812-1

Quiroga, R. (2017). Manual técnico: manejo integrado del complejo mancha de asfalto del maíz en México. (Manual técnico). Universidad Autónoma de Chiapas, Mexico

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