GUIÓN •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

Definición Definición de de Control Control Biológico 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” (COOK y BAKER, 1987).

Fenómenos Fenómenos de de control control biológico biológico Ä patógeno-supresivo

supresión de la actividad saprofítica o la supervivencia del patógeno Ä

escasa viabilidad de los propágulos (supervivencia)

Ä

inhibición de la germinación y del crecimiento saprofítico en la rizosfera o filoplano (dispersión y prepenetración)

Ä

exclusión pasiva (penetración)

Ä enfermedad-supresivo

supresión de la actividad parasítica del patógeno Ä fenómenos de resistencia inducida (infección y enfermedad)

Ciclo de patogénesis Infección Penetración

Penetración

Prepenetración Prepenetración Dispersión

Ciclo primario

Enfermedad

Ciclos secundarios Multiplicación

Dispersión

inóculo secundario Multiplicación Distribución

Supervivencia

fuente de inóculo primario

GUIÓN •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

Agentes Agentes de de control control biológico biológico (ACB) (ACB)

•biotipos avirulentos o hipovirulentos •agentes inductores de resistencia •antagonistas del patógeno

UN ACB PUEDE MANIFESTAR VARIOS MECANISMOS

Agentes Agentes de de control control biológico biológico •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 Competición por los sitios de infección (PROTECCIÓN CRUZADA) y nutrientes en la rizosfera Inducción de Resistencia

Agentes Agentes de de control control biológico 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

Agentes Agentes de de control control biológico biológico •antagonistas del patógeno (supervivencia del inóculo, desplazamiento protección de la superficie vegetal)

saprofítico,

•competición (carbono, nitrógeno, hierro, oxígeno..., espacio) •Fusarium spp. / Gaeumannomyces graminis

•antibiosis (antibióticos, sideróforos)

•Pseudomonas fluorescens / G. graminis

•parasitismo (micoparásitos necrotrófos) •Trichoderma spp.; Gliocladium spp.

Relación densidad o biomasa dependiente

GUIÓN •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

Estrategias Estrategias de de Control Control Biológico 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 biológico

artificial

de

agentes

de

control

Hautosuficientes (una aplicación) Hparcialmente autosuficientes (re-aplicaciones ocasionales) Htransitorios (re-aplicaciones repetidas)

HExplotación del control biológico natural, empleo si se dispone de suelos o sustratos supresivos

20% enfermedades foliares y postrecolección Intervenciones en el patosistema 80% enfermedades de suelo Fmodificación del ambiente mediante prácticas agrícolas

Fintroducción artificial de agentes de control biológico iones inorgánicos (constituyentes y abonos)

atmósfera

temperatura

Microorganismos exudados desechos

restos orgánicos

Huésped

Patógeno

plaguicidas e inhibidores

textura y mineralogía pH

humedad

GUIÓN •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 „enmiendas orgánicas „enmiendas orgánicas •Introducción de „abonos agentesverdes de control biológico „abonos verdes „biofumigación •Explotación del „biofumigación control biológico natural „acolchado „acolchado orgánico orgánico

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Practicas Practicas agrícolas agrícolas

Aplicación de restos orgánicos al suelo ‹Enmiendas orgánicas – la eficacia depende de sus composición , densidad de inóculo del patógeno y dosis de aplicación (>50t/ha)

Estimulo nutritivo K germinación de propagulos K lisis Incremento de la biomasa, actividad y diversidad microbiana K sumidero de nutrientes Algunas enmiendas (m.o. poco colonizadas, frescas, poco troceadas, mal incorporadas) •problemas agronómicos •incremento del inóculo del patogeno Coste y logística

Métodos Biológicos

Prácticas agrícolas

Aplicación de restos orgánicos al suelo ‹Enmiendas orgánicas ¦ Supervivencia de plántulas de rábano en suelos infestados por R. solani (Voland y Epstein, 1994) 10 ufc/g

>10 ufc/g

estiércol fresco de vaca (53 t/ha)

+++

---

estiércol compostado de vaca (60 t/ha)

++-

---

‹ Enmiendas orgánicas

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Prácticas Prácticas agrícolas agrícolas

Aplicación de restos orgánicos al suelo ‹Abonos verdes – enmienda orgánica – plantas inhibidoras (liberan sustancias biocidas) » Tagetes y Artemisia (terpenoides) » Brasicas (isotiocianatos , otros compuestos sulfurosos y aldéhidos) » Sorghum (cianídrico)

– plantas trampa (eliminadas antes que el nematodo cierre el ciclo) Estimulo nutritivo K germinación de propagulos K lisis Incremento de la biomasa, actividad y diversidad microbiana Liberación de biocidas a las fases gaseosa y líquida del suelo La ocupación del suelo tiene que ser compatible con la rotación Disponibilidad de agua

‹ Abonos verdes

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Prácticas Prácticas agrícolas agrícolas

Aplicación de restos orgánicos al suelo ‹Biofumigación – método de aplicación: (50 a 100 t/ha; Tª>20ºC) » incorporación m.o. /compactación/riegos ( @ retener los gases en el suelo > 2 semanas)

– selecciona la m.o. por su poder fumigante (m.o. fresca) » » » » »

Brasicas (50 - 80 t/ha -20 k semillas de brasicas-) Gramínea/Leguminosa m. o. rica en N (>8%); C/N = 8-20 estiércoles frescos de ganado residuos agroindustriales

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Prácticas Prácticas agrícolas agrícolas

Aplicación de restos orgánicos al suelo ‹Biofumigación – biofumigación/solarización

z Pimiento / Meloidogyne incognita (Campo de Cartagena, Murcia)

„estiércol „estiércol (oveja/gallinaza), (oveja/gallinaza), 100t/ha, 100t/ha, con con solarización solarización 11 mes mes „Br -equivalente „Br Me Me -equivalente control control 1º, 1º, 2º 2º yy 3º 3º añoaño(BELLO (BELLO et et al., al., 2001) 2001)

Liberación de gases biocidas (isotiocianatos, amoniaco, cianídrico, sulfídrico...) Anaerobiosis Estimulo nutritivo K germinación de propagulos K lisis Incremento de la biomasa, actividad y diversidad microbiana Coste y logística

2.-Incorporación

3.-Riego a saturación

‹ Biofumigación

1.-Distribución

Combinado con solarización

Aplicación de restos orgánicos al suelo

Efectos sobre los fitopatógenos

Biofumigación Enmienda orgánica

Población de microorganismos del suelo

Tiempo desde el tratamiento

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Prácticas Prácticas agrícolas agrícolas

Aplicación de restos orgánicos al suelo ‹Acolchados orgánicos – residuos celulósicos (cortezas, paja de cereales) – 20 a 25 cm de altura alrededor del árbol (2 aportes/año)

z Phytophthora cinnamomi / Aguacate (Australia y California)

Incremento de la biomasa, actividad microbiana Enzimas celulolíticas



paredes celulares de Oomycetes

‹ Acolchado orgánico

GUIÓN •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

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Prácticas Prácticas agrícolas agrícolas

Aplicación foliar de extractos de compost ‹Extractos de compost – su eficacia depende de: – relación compost:agua de 1:3 a 1:10 – tiempo de fermentación entre 10 a 15 días – naturaleza del compost – patosistema z oidios,

mildiu y Botrytis cinerea

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Prácticas Prácticas agrícolas agrícolas

Aplicación foliar de extractos de compost 2.5

extracto ‹Extractos de compost extracto estéril 2 z Pimiento /Botrytis cinerea „compostaje „compostaje en en pilas pilas 33 meses meses „agua:compost „agua:compost 1:5 1:5 „fermentación „fermentación 22 semanas semanas (ELAD y SHTIENBERG, 1994)

ab

a

1.5

b

b

1

bc

0.5

c

c 0 estiércol de ganado

estiércol / orujo de vid gallinaza

Inducción de resistencia sistemica Aporte nutritivo a la microflora epifita K sumidero de nutrientes Fungitoxicidad

Control

‹ Extracto de compost

GUIÓN •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 „inóculos comerciales comerciales „plántulas „plántulas micorrizadas micorrizadas „productos „productos asociados asociados ACB ACB

Métodos Métodos Biológicos Biológicos 

Introducción Introducción de de ACB ACB

resultados variables en condiciones comerciales

– eficacia muy afectada por variaciones ambientales » » »

factores edáficos (pH, concentración de nutrientes, tipo de arcilla) cultivo, cultivar, edad (cantidad y calidad de los exudados radicales) patógeno

– nicho ecológico libre 

aplicación necesariamente preventiva

 aplicación a la semilla y al material de plantación  aplicación durante el compostaje (compost reforzados)

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Introducción Introducción de de ACB ACB

S Inóculos comerciales •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

Micoparasitismo, Antibiosis e ISR

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Introducción Introducción de de ACB ACB

S Plántulas micorrizadas •Micorrizas arbusculares (MA) • orden Glomales (80 al 90% especies de interés agronómi

Mejora la nutrición de la planta, Protección de los sitios de infección e ISR

Métodos Métodos Biológicos Biológicos

Introducción Introducción de de ACB ACB

S Productos asociados a los ACB ‹ Miméticos de SAR

– Acibenzolar-S-metil (Bion 50%), sistémico (50 g/ha) ‹ Elicitores

– Harpin (Messenger), no sistémico (300 a 600 g/ha) ‹ Extractos o sustancias naturales

– Brotomax – Quitosano (Biorend, Quitosem)

‹ Productos

asociados a los ACB

GUIÓN •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 „suelos „suelos supresivos supresivos „sustratos „sustratos supresivos supresivos

Métodos Explotación Métodos Biológicos Biológicos Explotación CB CB natural natural Suelos o sustratos supresivos ‹ medios en los que la incidencia o severidad de la enfermedad

es menor a la esperada (testigo: suelo o sustrato conductivo) debido debidoal al efecto efectode de ““ambiente ambiente suelo suelooo sustrato ” sustrato” sobre sobreelel patosistema patosistema

iones inorgánicos (constituyentes y abonos) atmósfera

temperatura

Microorganismos del suelo exudados radicales

restos orgánicos

Huésped

Patógeno

plaguicidas e inhibidores

textura y mineralogía pH

humedad

Métodos Explotación Métodos Biológicos Biológicos Explotación CB CB natural natural Suelos o sustratos supresivos ‹ Propiedades involucradas en los fenómenos de supresividad n Físicas p Biológicas o Químicas El ambiente suelo selecciona una microbiota que actúa suprimiendo al fitopatógeno o la enfermedad

Métodos Explotación Métodos Biológicos Biológicos Explotación CB CB natural natural Suelos o sustratos supresivos ¾

alta capacidad de sostenimiento de la actividad microbiana (microbiostasis) × competición y/o antibiosis Æ No transferible; No X pasteurización

¾

actividad eficaz de ciertos agentes de control biológico × parasitismo, competición

antibiosis e inducción de resistencia Æ Transferible; Si X pasteurización

““supresión supresión general ” general” yy Pythium Pythium yy Phytophthora Phytophthora spp. spp.

““supresión supresión espec ífica” específica” yy R. R. solani solani,, S. S. rolfsii rolfsii yy formas formas especiales especiales de de F. F. oxysporum oxysporum

Métodos Métodos Biológicos Biológicos Suelos supresivos

Explotación Explotación CB CB natural natural

4 Gaeumannomyces graminis var. tritici / trigo 4 Fusarium oxysporum f. spp. 4 Phytophthora cinnamomi / aguacate 4 Pythium spp. 4 Rhizoctonia solani 4 Plasmodiophora brassicae / brasicas Disponibilidad Recurso no renovable

Métodos Métodos Biológicos Biológicos Sustratos supresivos

Explotación Explotación CB CB natural natural

Sustratos a base de compost de residuos orgánicos •cortezas •estiércoles de ganado •residuos agroindustriales •RSU, etc.

4 Pythium y Phytophthora 4 Rhizoctonia solani y Sclerotium rolfsii 4 Fusarium oxysporum f. spp. y Verticillium dahliae Recursos renovables Posibilidad de obtener Compost reforzados con ACB

Métodos Métodos Biológicos Biológicos Sustratos supresivos

Explotación Explotación CB CB natural natural

Severidad Pythium

50%

25%

10%

Severidad Rhizoctonia

(HOITINK et al., 1993)

4%

LOTES DE SUSTRATOS A BASE COMPOST DE CORTEZA DE PINO

Supresividad general más consistente Supresividad específica mayor variabilidad entre lotes

Métodos Métodos Biológicos Biológicos Sustratos supresivos

Explotación Explotación CB CB natural natural

z Verticilosis del tomate

turba 105

testigo turba

c.corcho 105

testigo c.corcho

Efecto de los sustratos sobre la severidad Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (raza 0)

105 microconidias/ml. 2.0

a

Severidad

a 1.5

b 1.0

bc 0.5

c 0.0 Turba

CC

CC 60

sustratos

OUC

OUC 60

Superficie de respuesta

AUDPCs=1.45 - 0.0021·β-glucosidase - 0.1516·pH 2 R =91.47% (p