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Mayo 2020 |Cerezos

En huertos de cerezo

Estrategia de manejo de Cáncer Bacterial Invernal en base a información epidemiológica

La bacteria Pseudomonas syringae pv.syringae es omnipresente en el ciclo del agua y el cancro bacteriano, que provoca, es una de las enfermedades de mayor incidencia en el cultivo del cerezo. El control de esta enfermedad es complejo y considera tanto manejos culturales como aplicaciones, en una estrategia integrada que incorpora el uso de productos biológicos, cobres, antibióticos, como preventivos, y pastas biológicas para la curación de cancros.

Eduardo Donoso1; Jose Manuel Caballero1, Walter Hettich2, Consuelo Garcia2, Luis Romero2, Rodrigo Venegas3 y Mauricio Bugueiro4

La bacteria Pseudomonas syringae pv.syringae (Pss), además de generar infecciones en múltiples cultivos, cerezo, peral, arándano, entre otros (Latorre, 2008), es considerada el microorganismo más activo en generar nucleación de hielo, lo que permite acelerar tanto la condensación del vapor de agua, como la formación de hielo (Maki et al., 1974). P. syringae ha sido aisladas de las nubes, las precipitaciones y las aguas superficiales (Morris et al., 2013). Debido a su condición de omnipresente en los compartimentos del ciclo del agua, contribuyendo en forma global a la formación de precipitaciones (Vasebi, 2019). Esta capacidad le otorga ventajas importantes, al momento de generar infecciones, ya que, al condensar agua, permite tener el medio por el que moverse, agua libre, y al generar o incrementar el daño por heladas, produce heridas por donde iniciar la infección. 

Figura 1. Síntoma Muerte súbita, normalmente asociado a interacción de Plateado y Cáncer Bacterial

Figura 2. Interacción de Plateado y Pss, donde el Plateado destruye tejido xilemático, disminuyendo transporte de agua y Pss solo el floema. A la derecha, síntoma foliar de Plateado en Cerezo, causado por toxina del patógeno, síntoma poco frecuente.

Desde el punto de vista del manejo fitosanitario, es una de las enfermedades de mayor incidencia en el cultivo del cerezo. Los síntomas pueden aparecer a los pocos meses de la plantación, localizándose en el tronco, desde el cuello hasta el nacimiento de las ramas principales, o bien en las axilas de estas (Pinilla et al., 2010). Es muy importante en árboles nuevos, de difícil control, lo que ha limitado el desarrollo de esta especie frutal en Chile (Latorre, 2008).

Esta bacteria puede penetrar por las estomas de las hojas, alcanzando las yemas axilares y la ramilla a través del sistema vascular. Siendo esto más importante luego de una helada en primavera u otoño, cuando un descenso lento de la temperatura forma cristales en los espacios intercelulares, expulsando el aire y concentrando el contenido celular por deshidratación, sin causar la muerte de los tejidos. Al ascender la temperatura se produce el descongelamiento, y por descompresión del material sólido de la célula, las gotas de agua sobre la superficie de la hoja son succionadas hacia los espacios intercelulares, arrastrando con ellas a los microorganismos presentes. Otros sitios de infección son las lenticelas en ramillas, grietas en las escamas de yemas en latencia, los cortes de poda, heridas por golpe de sol y las heridas causadas por insectos. (Agrios,  2005).

Uno de los aspectos más distintivos de la enfermedad es la capacidad de generar cancros, principalmente en floema, desencadenando muerte de madera y reducción de flujo floemático, adicionalmente la bacteria genera una toxina sistémica, la  sirigomicina, la que corresponde a un lipodepsinona péptido cíclico, el que genera necrosis por efecto surfactante y así la disminución en la producción de aminoácidos (Kennelly, Et al. 2007). Esto genera dos efectos, una disminución en el vigor de la planta y una acumulación de amonio en los tejidos, lo que acelera el proceso de degradación de la madera y crecimiento de los cancros y aumenta la tasa de crecimiento de la bacteria.

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La bacteria es capaz de prosperar en condiciones de alta humedad ambiental y temperaturas de entre -0.5°C y -2°C, con un rango óptimo para el desarrollo de síntomas de 15°C a 25°C (Agrios, 2005) y baja luminosidad. Así mismo, ante la  presencia de otros patógenos en Chile, se han observado que plantas afectadas  por Plateado (Chondrostereum purpureum), incrementan en forma notoria la severidad, generando la denominada muerte súbita de plantas, normalmente al tercer o cuartto año de plantación (Figura 1), esta interacción ocasiona una destrucción vascular a nivel xilemático, por el hongo, lo que limita el movimiento de agua y favorece el ataque de Pss en el tejido floemático, generando el decaimiento de la planta (Figura 2). En forma similar Cytospora puede ocasionar síntomas similares tanto en madera como en yemas (Figura 3), adicionalmente hongos y nematodos vasculares que favorecen la aparición de cáncer, en algunos casos incrementando la severidad de los síntomas (Kenelly et al. 2007).

Figura 3. Síntomas de Cytospora sp, formando cancros en madera (A), bajo los cuales en forma superficial se generan las estructuras del hongo (B), lo que en primavera, tanto de los cancros en madera activa como restos de poda forma Picnidios (D), los que pueden infectar yemas y dardos, generando un marchitamiento tardío (D), ocasionado por el daño vascular observable en la base del dardo (E).

ESTRATEGIA INTEGRADA DE CONTROL

El control de esta enfermedad es complejo. Considera tanto manejos culturales, como una correcta fertilización nitrogenada para evitar las acumulaciones de amonio en los tejidos; pero también la protección de heridas y la ejecución de podas en periodos de bajo riesgo; la disminución de estrés por riego y una conducción apropiada, que logre un equilibro del crecimiento de la planta; y la protección de la madera del quemado por sol.

En cuanto al manejo en base a aplicaciones, se utiliza actualmente una estrategia integrada, la que considera el uso de productos biológicos, cobres, antibióticos, como preventivos y pastas biológicas para la curación de cancros. Se ha establecido un control de ciclo completo, que permite cubrir todas las fases susceptibles de control del patógeno, poniendo énfasis en su fase epifita (crecimiento sobre las plantas), que es la responsable de la nucleación de hielo. 

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Esta estrategia se enfoca en dos aspectos, prevención o mitigación de patógenos asociados, en especial hongos de madera (Cytospora sp y Chondrostereum prupureum), basado en la protección de heridas, tanto de poda, formación o heridas causadas por eventos climáticos, maneo de malezas o animales. Esto principalmente por la aplicaciones asociadas a estos eventos, de formulados de agentes biológicos capaces de colonizar madera y eliminar a estos hongos patógenos, a los que es necesario adicionar un agente directo contra Pss (ej: Nacillus ®), con el fin de cubrir también a esta bacteria. Dada la naturaleza de la infección y de la existencia de antecedentes de este tipo de hongos, tanto en el sur de Chile como en la zona norte de Perú, es necesario proteger estas heridas tanto en invierno como en verano.

En forma mitigativa, se debe tratar cancros con pastas biológicas (Coraza®), con el fin de eliminar tanto a los cuerpos fructíferos del patógeno, como la madera muerta expuesta. Decimos mitigativo dado que, por la naturaleza sistémica de estos patógenos, solo podemos actuar con las partes del patógeno que están en contacto con el exterior, pero no tenemos posibilidad de llegar a xilema donde se desarrollan. Aquí solo nos quedan acciones como aplicaciones de Quitosano y Trichodermas a nivel radicular, junto con labores culturales que favorezcan un vigor equilibrado de la planta, que aumenten su sobrevivencia. Las aplicaciones de guano están contraindicadas dado el aumento en el aporte de amonio, el que incrementan el desarrollo y severidad de estos patógenos. Esto permite que la planta responda en mejor medida a infecciones por Pss.

Figura 4. Dinámica poblacional de Pseudomonas syringae pv syringae (datos reales), durante distintas fases fenológicas de las temporadas 2016 (ocre), 2017 (gris), 2018 (naranjo) y 2019 (azul), respecto al umbral de infección (línea roja), en huerto de Bing en la zona de Talca, datos con ausencia de aplicaciones.

En cuanto a las acciones directas contra Pss, al observar las gráficas de poblaciones de Pss a nivel epifito (figura 4), observamos que en periodos de otoño y primavera tenemos las mayores poblaciones, asociado a temperaturas medias y alta humedad relativa y ocurrencia de heladas; mientras que en invierno -dadas las bajas temperaturas-, y las temperaturas altas en verano -a lo que se suma la baja humedad relativa-, tenemos los mínimos poblacionales de este patógeno.

Para poder establecer aplicaciones en función de las bases epidemiológicas, o sea de poblaciones del patógeno, condiciones ambientales predisponentes y susceptibilidad del hospedero, es que a partir del año 2016, con el apoyo de Corfo, se trabajó en la generación de un modelo poblacional, de Pseudomonas syringae pv syringae (PSS), en yemas de cerezo durante el periodo invernal. Para esto se tomaron yemas de cerezo semanalmente, desde un huerto de Bing sobre Colt -de 5 años- al momento del inicio del estudio, en la Estación Experimental Quillaja, de Fitonova, ubicado a 10 km de Talca. Este muestreo se realizó desde caída de hojas hasta inicio de floración de cada año (2016 a 2019) período en que se contabilizo la población de PSS, tanto al exterior de las yemas como al interior de estas, generando correlaciones entre los niveles de población y los niveles de atizonamiento de yemas, así como a variables climáticas; información utilizada para establecer un modelo epidemiológico basado en datos climáticos.

El primer resultado obtenido fue establecer un umbral de población de infección, donde las yemas con poblaciones interiores mayores a 1×106 unidades formadoras de colonias (UFC)/yema, presentaban atizonamiento, por lo que se estableció que el umbral de control (aspersiones) es 1×105  (UFC)/yema.

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El segundo resultado fue observar que las poblaciones de PSS se presentan sobre el umbral de daño, como el de control ya previo a la caída de hojas, manteniéndose así hasta pasada la caída de hojas, lo que ha sido consistente en las 4 temporadas analizadas (figura 4). Luego de caídas las hojas e iniciado pleno invierno, se observa que hay variaciones importantes entre temporadas, por ejemplo, el invierno de 2016, que fue cálido y seco (T° media 16,3 °C y PP 176 mm), mostró dos máximos de poblaciones sobre el umbral en invierno, y después del segundo máximo las poblaciones se mantuvieron altas por el resto de la temporada. Por su parte, el invierno del 2017, frio y lluvioso (T° Media 7,8 °C  y PP 395 mm), mostro poblaciones bajo el umbral hasta la segunda semana de agosto, lo que nos indica que según la condición climática del invierno podemos tener o no poblaciones de riesgo en esta estación del año.

Al analizar datos climáticos de las 4 temporadas se obtuvo un modelo capaz de estimar la tasa de crecimiento poblacional de Pss, siendo esta sometida a una correlación multivariante con temperatura, humedad relativa, heladas y precipitaciones. Presentando así dos limitaciones, la primera, que es necesario conocer la población inicial de Pss a fines de caída de hojas, por lo que se requiere realizar un muestro de yemas y análisis de laboratorio para establecer esta población inicial, y la segunda, que no es posible asociar a una sola variable climática esta tasa, por lo que se requiere usar un algoritmo multivariante para hacer efectivo el modelo.

Con el fin de validar este modelo, durante las temporadas 2017, 2018 y 2019 (Figura 4), se establecieron 5 huertos modelos, donde se tomaron muestras a fin de caída de hojas y en forma periódica, lográndose validar la efectividad del algoritmo para predecir el crecimiento poblacional y así establecer si las poblaciones sobrepasan o no los umbrales de daño y control durante el invierno. Estos huertos estuvieron distribuidos desde San Francisco de Mostazal hasta Traiguen.

Dados los buenos resultados obtenidos, en la temporada 2019 se estableció una unidad experimental en un huerto ubicado en el sector de Morza, el que corresponde a la variedad Regina conducida en V, con un plan de manejo de Pss basado principalmente en el uso de cobres a caída de hoja e invernales. Las aplicaciones de cobres se realizan usualmente según calendario, desde caída de hojas, con una frecuencia de 10 a 15 días, en el caso del tratamiento control. Para el tratamiento basado en el modelo de aplicaciones, estas se realizaron según modelo climático de predicción. Es interesante destacar que en todos los años de mediciones, las poblaciones de Pss inician un incremento de poblaciones alrededor de yema hinchada, sincronizándose con la abertura de yemas.

Figura 5. Dinámica poblacional de Pseudomonas syringae pv syringae (datos modelados), durante post cosecha hasta floración, en la temporada 2019, respecto al umbral de infección (línea roja), se muestran datos climáticos, en huertos de Regina en la zona de San Francisco de Mostazal.

Cuadro 1. Momento y producto aplicado en ambos tratamientos en Cerezo var. Regina localidad San Francisco de Mostazal, para el control de Pss.

Cuadro 2. Evaluación de presión de cáncer bacterial (Pseudomonas syringae pv.syringae) en huerto cerezo var. Regina localidad San Francisco de Mostazal.

De este modo, el tercer resultado fue un criterio de aplicaciones de cobre invernales, para lo que se comparo el manejo del huerto estándar con un manejo basado en el modelo. En el cuadro 1 se observa las fechas, estados fenológico y naturaleza de la aplicación, detallando si la aplicación fue realizada por calendario o pronostico. En ambos tratamientos se determinó el número de puntos de exudación de goma, el porcentaje de yemas atizonadas y de frutos por dardo en cuaja.  Siendo el tratamiento basado en el modelo, el que consideró menores aplicaciones de cobre, bajando de 8 aplicaciones de compuestos cúpricos a solo 3. Uno a fin caída de hojas (16 mayo), uno por alerta de modelo (19 de julio) y en yema hinchada (20 de agosto). Lo que es consistente con los datos de poblaciones estimados por modelo (Figura 5).

Los niveles de presión de cáncer bacterial, en ambos tratamientos, fue evaluada en cuanto a puntos de exudación por árbol, Tizón de yemas % y frutos por dardo en cuaja.

Al inicio, en la primera fecha de evaluación (08-ago), no se observó diferencias en los tratamientos (Cuadro 2), las que se vuelven significativas en la evaluación del 03 de octubre. En cuanto a tizón de yemas, ambos tratamientos mostraron valores bajos -sin diferencias entre ellos- en la primera medición, pero si con diferencias en la segunda, donde el tratamiento basado en el modelo presentó menor porcentaje de atizonamiento. Esto es consistente con la cantidad de frutos por dardo, lo que indica un incremento en la cuaja del tratamiento con reducción de cobre.

Finalmente, el tratamiento Nativa, en función del modelo de predicción de PSS, demostró que es posible disminuir de 8 a solo 3 aplicaciones de cobre invernal, sin pérdida de eficacia en el control de Pss, a lo que se suma una disminución del efecto ambiental dada la disminución de uso de cobre y del menor paso del tractor en el huerto.

Así una estrategia de control de Pss por medio de aplicaciones, estaría compuesta por:

  • Colonización temprana de yemas por medio de agentes biológicos, fines de febrero hasta inicio de caída de hojas, obligada.
  • Aplicaciones de cobre en caída de hojas, por lo menos 2 que cubran el periodo de generación de heridas. Obligada.
  • Aplicaciones invernales, asociadas a condiciones climáticas, a través de modelo de pronóstico, y aplicando solo cuando se alcance umbral de control.
  • Protección de cortes de poda, por aspersión de biológicos, tanto para control de Pss, como de hongos de madera antes de 24 horas post corte de poda. Obligada
  • Aplicación de yema hinchada de cobre. Obligada
  • Uso de biológicos en brotación, aplicandos cada 10 días o rotando con antibióticos y sulfatos de cobre, y repitiendo en caso de lluvias.

En base a estos datos, la empresa ejecutora del proyecto, FITONOVA Spa, ha generado una alianza con T-Inside y Effitrade, para generar una validación comercial de gran escala este año en varios huertos comerciales de cerezo.

OPTIMIZACIÓN DEL USO DE RECURSOS

Las poblaciones de PSS invernales, responden fuertemente a las condiciones climáticas, siendo favorecidas tanto por incrementos de temperatura como heladas y presencia de agua libre.

Es posible predecir la tasa de crecimiento poblacional, contando con mediciones empíricas de su población inicial en caída de hojas, lo que mediante el algoritmo de pronostico establecer, si esta superan o no el umbral de control, pudiendo determinar la necesidad de aplicación en base a datos epidemiológicos. Esto permite, por un lado un ahorro económico y ambiental, dado el menor número de aplicaciones de cobre en años de baja condición; y por otro, optimizar las aplicaciones a momentos oportunos, en años de alta condición.

La integración de herramientas biológicas, cobres y modelos epidemiológicos, logran un incremento en la eficiencia de control de Pss, y permiten una optimización del uso de recursos.