Protección de Cultivos. Rafael Laborda Cenjor Hortofruticultura y Jardinería. Explotaciones Agropecuarias

TEMA 1. BASES DE LA PROTECCIÓN DE CULTIVOS

1.

DEFINICION Y CONCEPTO DE PROTECCION DE CULTIVOS.................... 2

2.

OBJETO DE LA PROTECCIÓN DE CULTIVOS............................................. 4 2.1.

LOS AGENTES NOCIVOS ..................................................................... 5

2.2.

MEDIOS DE EVALUACIÓN Y DE CONTROL ........................................ 8

2.2.1.

La definición del problema: evaluación............................................... 8

2.2.2.

Desarrollo de la solución.................................................................. 14

2.3. 3.

INTEGRACIÓN EN EL CULTIVO. LA LUCHA INTEGRADA................. 20

DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MATERIA............................................. 23 3.1.

Del nacimiento de la agricultura al siglo XV .......................................... 23

3.2.

El punto de inflexión: la Edad Moderna................................................. 24

3.3.

El siglo XIX: los fundamentos de la agricultura ..................................... 24

3.4.

El siglo XX: la agricultura industrializada............................................... 25

4.

EJERCICIOS PRÁCTICOS .......................................................................... 28

5.

TRABAJOS PRÁCTICOS............................................................................. 32

6.

OBSERVACIÓN ........................................................................................... 33

1

1. DEFINICION Y CONCEPTO DE PROTECCION DE CULTIVOS. Los profesores Diehl, Mateo y Urbano (1978) definen a la Agricultura como "arte de obtener del suelo, conservando su fertilidad, el máximo aprovechamiento". El estudio de la agricultura lo realiza la Agronomía. Esta puede definirse como " la ciencia que estudia tanto los factores que condicionan la producción animal o vegetal como las técnicas que se emplean para obtenerla". Desde la aparición de la agricultura, el hombre ha intentado con los medios disponibles, mejorar el rendimiento de su actividad agrícola. Así, si situamos la actividad agraria dentro de la red trófica (ver figura 1), veremos que para maximizar la cantidad y calidad de biomasa en el nudo de los productores primarios (cultivos vegetales), pueden seguirse dos vías muy distintas: 1. Optimización del aprovechamiento de energía solar (mejora de la propia planta, adecuación del medio biótico o abiótico para elevar la asimilación fotosintética, etc.) 2. Reducción de las pérdidas económicas que determinados agentes ocasionan a los cultivos o sus productos. Aunque es muy difícil delimitar las áreas, ya que muchas veces están interrelacionadas, se puede decir que las ciencias agrícolas como la Fisiología y Mejora Vegetal, desarrollan la primera estrategia, mientras que para la segunda, la Entomología Agrícola, la Patología Vegetal y la Malherbología, unen sus esfuerzos en el área común de la Protección de Cultivos, tratando de limitar las posibles pérdidas. Desde el punto de vista meramente biológico estas pérdida vienen ocasionadas primeramente por todas aquellas especies vegetales que compiten con el cultivo: flora adventicia, y después por los consumidores primarios: fitopatógenos y fitófagos que reducen el rendimiento. La Protección de Cultivos englobaría en su acepción más amplia, el estudio de todas aquellas causas, fundamentalmente biológicas, que producen la pérdida o disminución en la producción vegetal, cómo actúan dichas causas y cómo evitar o disminuir sus efectos.

2

Por lo tanto, la Protección de Cultivos engloba cuatro grupos de agentes causantes de pérdidas en los cultivos y cosechas: 1. Fitófagos que viven sobre los cultivos y cosechas y precisan de ellos para llevar a cabo alguna de sus funciones vitales (alimentación, reproducción, refugio, etc.). Cuando sus daños concluyen en pérdidas económicas para el hombre, los fitófagos reciben el nombre de plaga. 2. Fitopatógenos que son causantes de enfermedad en las plantas. 3. Plantas adventicias que son plantas vasculares que crecen en el espacio destinado al cultivo, compitiendo con él por varios recursos (nutrientes, luz, espacio, agua, etc.) y afectan a su producción. Si a las adventicias añadimos aquellas plantas que ejercen su acción nociva para los cultivos desde los bordes de las parcelas -plantas ruderales- nos estaremos refiriendo a las "malas hierbas". 4. Fisiopatías que son desórdenes y anomalías en la fisiología de la planta producidos normalmente por factores ecológicos de naturaleza abiótica. Es muy importante diferenciar el concepto de daño del de enfermedad, ya que esto nos va a marcar el objeto de estudio de la Entomología Agrícola y la Patología Vegetal. Enfermedad es un proceso, causado por una acción continuada con efectos deletéreos para el sistema viviente y resultante en la producción de síntomas. A los agentes que provocan enfermedades los denominamos patógenos y son objeto de la Patología Vegetal. Daño es un proceso, causado por una acción no continuada o esporádica, y que suele ser traumática para el vegetal. A los agentes causantes de daño los denominamos fitófagos y son objeto de la Entomología Agrícola. Por lo tanto los agentes nocivos de los cultivos son estudiados por la Patología Vegetal, la Entomología Agrícola y la Malherbología dentro de la Protección de Cultivos. Podríamos pensar por tanto, que la Protección de Cultivos no es más que la suma de estas tres disciplinas. Sin embargo la Protección de Cultivos cobra entidad propia en cuanto consideramos que la lucha contra las distintas afecciones debe abordarse de una manera conjunta e integrada.

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antagonismo sinergismo flujo de energía

SOL

NUDO PRODUCTORES OTRAS SPP. : Adventicias Ruderales Espontáneas

ESPECIE CULTIVADA NUDO CONSUMIDORES PRIMARIOS

SAPRÓFAGOS

FITOPATÓGENOS

FITOFAGOS otros fitófagos

otros microorganismos fitopatógenos o no NUDO CONSUMIDORES SECUNDARIOS

depredadores

depredadores

parasitoides

parásitos

entomopatógenos Figura 1. Esquema simplificado de las relaciones tróficas en un ecosistema agrícola.

2. OBJETO DE LA PROTECCIÓN DE CULTIVOS La Protección de Cultivos estudia a los organismos susceptibles de producir daños o enfermedades en las plantas cultivadas, y fisiopatías lesivas para el vegetal. Estos redundan en pérdidas económicas para el agricultor, y por tanto será también objeto de la Protección de Cultivos el conocimiento y evaluación de estas pérdidas, y de los medios de control necesarios para evitarlas. Por último debemos tener en cuenta que todo ésto se produce en un contexto que es el ecosistema agrícola de manera que debemos integrar los medios de control contra los diferentes agentes nocivos entre sí y con el resto de factores que afectan al cultivo.

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En este apartado se abordarán, a fin de centrar el objeto de la materia, tres aspectos, la identidad de los principales grupos de agentes nocivos que atacan a las plantas cultivadas, los distintos medios de evaluación y de control de estos agentes y por último la integración de estos medios en el agroecosistema.

a.principales grupos 1.AGENTES NOCIVOS b.objeto de estudio

PROTECCIÓN DE CULTIVOS

a.medios de evaluación 2.EVALUACIÓN Y CONTROL b.métodos de control

3.INTEGRACIÓN EN EL CULTIVO

Figura 2. Esquema de los aspectos que trata la Protección de Cultivos

2.1. LOS AGENTES NOCIVOS Lógicamente el primer paso en la resolución de un problema es la identificación del posible agente causante y esto no sólo desde una postura meramente taxonómica sino también desde el conocimiento de las características biológicas del agente nocivo.

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ARTROPODOS Insectos, Arácnidos, Miriápodos, Crustáceos FITOFAGOS MOLUSCOS CORDADOS PRINCIPALES GRUPOS DE AGENTES NOCIVOS

HONGOS BACTERIAS PATÓGENOS VIRUS NEMATODOS ADVENTICIAS

Figura 3. Principales grupos de agentes nocivos

En un primer acercamiento, la Protección de Cultivos estudia la anatomía y morfología de estos organismos, siempre buscando la relación entre las estructuras de los organismos y su incidencia en la planta. La FISIOLOGÍA explica los mecanismos de crecimiento de las células y su integración en tejidos, órganos e individuos. Una faceta de la fisiología es el comportamiento, y la disciplina que se ocupa de su estudio es la ETOLOGIA. Trata de los procesos que ponen en contacto al animal con el medio ambiente, permitiéndole evaluar, responder y adaptarse, o bien modificar o seleccionar su hábitat particular. El conocimiento de la fisiología de los organismos será de gran ayuda para comprender algunos de los métodos de control. Así el conocimiento del sistema nervioso o los procesos hormonales de los insectos es necesario para comprender el mecanismo de acción de los fosforados o los reguladores de desarrollo, el conocimiento de que bacterias y Oomicetos no sintetizan esteroles nos permite prever su insensibilidad a los fungicidas inhibidores de la síntesis del ergosterol. 6

Por otra parte es fundamental conocer el comportamiento de los distintos organismos. En el caso de los artrópodos esto se traduce principalmente en los distintos hábitos alimenticios y nichos ecológicos que ocupan los distintos estados de desarrollo. En el caso de los patógenos los diferentes procesos de infección. Si a esto unimos como afectan los factores ambientales a los procesos mencionados, (fundamentales en el caso de las enfermedades) estaremos en el camino adecuado para establecer cuales son los métodos de control adecuados a cada caso. Por último debemos señalar que los diferentes agentes nocivos actúan en muchos casos sinérgicamente (pulgones-virus, nematodos-fusarium, ) y sometidos a diversos tipos de antagonismo y predación por otros seres vivos, en situaciones cambiantes a través del tiempo. Las enfermedades producidas por virus ilustran perfectamente este extremo. Para que una epidemia pueda desarrollarse, es necesaria la presencia simultánea de plantas infectadas (fuentes de virus), plantas receptivas (huéspedes) y de pulgones, trips, etc. (vectores) que transporten el virus. La EPIDEMIOLOGÍA que tiene por objeto el estudio de la evolución de la enfermedad en el tiempo y en el espacio es una rama multidisciplinar por excelencia. En este caso se fundamenta en un conocimiento profundo del virus, de la planta huésped y de los vectores, para concentrarse en las relaciones existentes entre estos tres componentes y el medio ambiente. La temperatura (uno de los factores ambientales) por ejemplo, afecta a la intensidad de vuelo de los pulgones, la tasa de multiplicación de los virus y la fisiología de la planta que a su vez influye sobre el desarrollo del virus y de los vectores. Como vemos para enfocar la estrategia adecuada tendremos que hacer la síntesis entre los conocimientos de Entomología, Virología y Fitotecnia.

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ANATOMIA MORFOLOGIA identificación, diagnóstico

OBJETO DE ESTUDIO

FISIOLOGIA ciclo vital, comportamiento

Influencia del medio abiótico: - factores climáticos - factores edaficos ...... ECOLOGIA Relación con el medio biótico: - antagonistas, sinergistas - plantas huésped

Figura 4. Esquema del estudio de los agentes nocivos

2.2. MEDIOS DE EVALUACIÓN Y DE CONTROL Básicamente la Protección de Cultivos consiste en el ejercicio práctico del control de plagas y enfermedades en la forma más eficiente y económica y menos perturbadora del medio ambiente que sea posible. En la atención de cualquier problema existen dos procesos básicos: a. La definición del problema

b.

El desarrollo de la solución

2.2.1.

La definición del problema: evaluación

Es extremadamente difícil e ineficiente tratar de solucionar algún problema sin definirlo adecuadamente. Dentro del contexto de la Protección de Cultivos, la evaluación de pérdidas representa parte del proceso de definición (posterior al de la determinación del agente productor de éstas pérdidas); por lo tanto se considera como un componente fundamental en cualquier programa de protección vegetal.

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El concepto de nocividad Cuando hablamos de agentes nocivos estamos refiriéndonos a aquellos organismos que potencialmente pueden causar una pérdida económica intolerable para el cultivo. De hecho es un concepto que puede ser ambiguo y que es posible concretar sólo ante situaciones concretas. El estudio de la nocividad de un agente nocivo reposa sobre tres puntos: 1.Conocimiento de la dinámica del cultivo (fenología, comportamiento, reparto de la materia seca, rendimiento,...) 2.Ciclo

biológico

(dinámica

poblacional)

del

agente

nocivo

(fenología,

comportamiento, distribución en el espacio y el tiempo, tabla de mortalidad,...) 3.Combinar la dinámica del cultivo con la del agente nocivo (problemas de coincidencia entre la fase sensible del cultivo y la fase agresiva del agente nocivo, compensación del daño producido en parte del vegetal, flujo de energías, modelización,..).

Dinámica del cultivo Fenología, rendimiento,...

VALORACION NOCIVIDAD

EVALUACION TOMA DE DECISIONES

Dinámica del fitófago Fenología, comportamiento, distribución en el espacio y tiempo, Interacción cultivo-fitófago Coincidencia entre la fase sensible del cultivo y la fase agresiva del fitófago, modelización,...

METODO DE MUESTREO

Figura 5. Definición del problema 9

Con las conclusiones de este estudio se sabrá cuanto y cuando el cultivo es sensible a la acción del agente nocivo y se podrá decidir la manera de continuar el estudio. Muy a menudo se considera nocivo un fitófago o un patógeno porque causa daño al cultivo aunque a tal daño no corresponde una pérdida de rendimiento. Por otra parte, en algunos casos un fitófago puede producir una acción benéfica sobre el cultivo como ha sido observado para los pulgones ya que la melaza que producen es un alimento para determinados insectos útiles. Las plantas adventicias consideradas desde antiguo como elementos indeseables sin paliativos, se sabe en la actualidad que cumplen en muchos casos un papel importante como refugio de insectos auxiliares o como limitante de la difusión de enfermedades (caso de Oxalis sp en cítricos). Evaluación de pérdidas y toma de decisiones En las últimas décadas se han desarrollado múltiple teorías y conceptos relacionados con la evaluación de las pérdidas y con la toma de decisiones. La terminología usada es variable y en muchos casos para expresar el mismo concepto entomólogos y patólogos, utilizan términos distintos. Por lo tanto vale la pena realizar una pequeña revisión de términos utilizados en la evaluación de pérdidas. •

Agente nocivo: cualquier organismo que perjudique al cultivo (harmful organism)

•

Cosecha: producción mensurable del cultivo, de valor económico (yield)

•

Daño: cualquier síntoma visible y mensurable causado por un agente nocivo (injury)

•

Pérdida de cosecha: cualquier reducción en la cantidad o calidad de la cosecha (damage, o crop loss)

•

Pérdida económica: la reducción en la rentabilidad económica por unidad de superficie, producida por los agentes nocivos (loss) El daño puede convertirse en pérdida de cosecha, y ésta en pérdida económica,

pero no necesariamente, ya que los mecanismos de los precios pueden interferir. La densidad poblacional de los agentes nocivos puede ser determinada directamente

mediante

un

sencillo

conteo

(insectos,

ácaros,

nematodos...)

indirectamente mediante la evaluación de síntomas (patógenos foliares,...). 10

o

Una serie de funciones relacionarán al daño con la pérdida de cosecha, ésta con las pérdidas económicas y finalmente estas últimas con el coste de la intervención. Conforme vayamos haciendo más compleja la ecuación más variables intervendrán y menos exactitud podremos obtener de ellas. El desarrollo de la teoría del manejo integrado de plagas ha sido un gran avance para la investigación en la toma de decisiones y los conceptos desarrollados como umbral de tratamiento y otros forman parte de la terminología actual.

Area de la Biología

DAÑO

PERDIDA DE COSECHA

PERDIDA ECONOMICA

Area de la Economía

Figura 6. Relación entre daño, pérdida económica y pérdida de cosecha.

Sin embargo en el campo de la patología el planteamiento ha sido distinto, las investigaciones conducentes a la toma de decisiones se han basado más en las condiciones ambientales que en las densidades poblacionales de los agentes nocivos. Ralph Baker (Tello 1984) propone la siguiente expresión para cuantificar la gravedad de una enfermedad: Gravedad de la enfermedad = (inóculo potencial x receptividad del hospedante) El inóculo potencial estará determinado por la "densidad del inóculo" y su "capacidad" (efecto del medio ambiente sobre la energía disponible para la colonización). 11

La receptividad del hospedante estaría ligada a su propia sensibilidad (determinada genéticamente) y a la predisposición del hospedante, ligada al medio ambiente; de manera que la fórmula desarrollada quedaría: Gravedad enfermedad = (densidad inóculo x capacidad) x (sensibilidad x predisposición) Posiblemente sea en las enfermedades de los cereales donde se han dado los avances más importantes. Un ejemplo lo tenemos en el cultivo del trigo en Holanda: la elección del trigo de invierno es desde el punto de vista productivo mucho más ventajosa que el trigo de primavera. Sin embargo el trigo de primavera constituye una elección segura que es tomada sólo en el caso de que un otoño lluvioso haga imposible la siembra del trigo de invierno. La siguiente decisión del agricultor es qué cultivar sembrar. Los cultivares de invierno más fuertes, que son resistentes a muchas enfermedades, no son necesariamente los más productivos. Esta decisión que se toma una vez cada año, es calificada como de pre-siembra o estratégica, para diferenciarla de las de post-siembra o tácticas.

GRAVEDAD DE LA ENFERMEDAD

densidad del capacidad infecX inóculo ciosa del inóculo X

=

sensibilidad de X la planta

INOCULO POTENCIAL

predisposición del cultivo

RECEPTIVIDAD DEL CULTIVO

Figura 7. Representación esquemática de la gravedad de la enfermedad. La teoría de umbrales La clásica definición de nivel de daño económico es el mínimo nivel poblacional que causa un daño económico. Los economistas han mejorado esta definición diciendo que "las pérdidas asociadas a la densidad del umbral económico exceden el coste del control" o "el nivel de ataque al cual el beneficio del control excede su costo". Esta terminología utilizada principalmente por los entomólogos tiene su correspondencia en la Patología Vegetal: umbral de daño.

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Algunos investigadores observaron que una población de fitófagos incrementa su número y que evaluando ese número en campo, se puede establecer el momento en el cual se alcanza el nivel de daño económico. Debido a que cuando éste nivel se alcanza, puede ser demasiado tarde para prevenir el daño, se establece otro nivel que es el umbral de actuación (action treshold; patólogos) o umbral económico (economic treshold; entomólogos) El concepto de umbral, piedra angular del manejo integrado de plagas, fue una gran innovación, desgraciadamente contiene un elemento de decepción, ya que sugiere una exactitud que no existe en la vida real. El umbral de daño depende del precio de la cosecha y del plaguicida, distancia al mercado, y un sinfín de factores. En realidad intervienen tantos factores que muchos investigadores se plantean su validez. Aspectos agronómicos de la teoría de umbrales La teoría de umbrales presenta una serie de "lagunas", una de las mas evidentes es que no tiene en cuenta el efecto del nivel de producción en la rentabilidad de los costes de control. Así, los productores de trigo australianos con una producción de 2 Tm por hectárea pueden gastar menos dinero para controlar la roya amarilla que sus colegas de Holanda Por una parte tenemos, el llamado efecto "Reddy" que dice que la pérdida de cosecha en Kg/Ha es independiente de la producción. Esto implicaría que la pérdida de cosecha relativa, variaría no sólo con el daño sino con la cosecha esperada. Por otra, la teoría del efecto progresivo o superproporcional del daño dice que la pérdida de cosecha relativa se incrementa con la cosecha esperada. El tipo de suelo y la fertilización también afectará a la decisión del agricultor. El contenido en nitrógeno de la planta afecta al desarrollo de la enfermedad. Altos niveles de nitrógeno favorecen el desarrollo de los hongos biotróficos como P. striiformis y retardan a los pertróficos como Septoria nodorum. Ante una epidemia de P. striiformis que pasa de un cierto nivel en primavera, puede ser económicamente rentable no aplicar nitrógeno por encima de una determinada dosis. Por otra parte, el tipo de suelo puede influenciar el desarrollo del patógeno. P. striiformis puede causar grandes daños en suelos arcillosos y por contra resultar prácticamente inocuo en suelos arenosos. En el caso de Septoria nodorum, la situación

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se invierte. El tipo de suelo (fundamentalmente la textura), también es un factor que se suele considerar a la hora de establecer los umbrales de actuación frente a nematodos. Otros puntos conflictivos de la teoría de umbrales son: •

En nuestros cultivos la calidad es un factor tan importante como la cantidad. En estos casos frecuentemente el precio que se paga al agricultor depende de unas normas de calidad y frecuentemente tiene que pagar multas por deficiencias de calidad

•

Normalmente varias enfermedades y plagas pueden atacar simultáneamente a un mismo cultivo. La pérdida de cosecha producida por varios agentes nocivos interactuando puede ser superior a la suma de la que producirían cada uno de ellos aisladamente. Por otra parte el tratamiento fitosanitario realizado para controlar una de las afecciones puede tener un efecto indeseable sobre los auxiliares de las otras afecciones presentes.

2.2.2.

Desarrollo de la solución

El manejo del sistema agrícola Durante siglos el control de plagas y enfermedades de los cultivos ha estado basado más que en la eliminación física de los agente nocivos, en el manejo de los factores que pueden afectar directa o indirectamente al potencial biótico de éstos. De hecho, las técnicas agrícolas que se han ido transmitiendo de generación en generación, han tenido como objetivos -además de los productivistas - la estimulación de los sistemas de defensa de la planta y la limitación del potencial biótico del agente nocivo. El primer factor a tener en cuenta en el control de las afecciones de las plantas cultivadas es la propia planta. Durante millones de años plantas, artrópodos y microorganismo han evolucionado conjuntamente, en una sucesión sistema de defensa superación del sistema por parte del parásito o patógeno - sistema de defensa mejorado en una carrera sin fin. Así en el genoma de las plantas cultivadas se encuentran genes que les proporcionan medios de defensa física o química frente a sus potenciales agresores. Estas características han sido tenidas en cuenta por los agricultores y por los mejoradores de plantas para conseguir variedades resistentes a diferentes afecciones. Los mayores progresos se han dado en la obtención de variedades resistentes o 14

tolerantes a patógenos y en la actualidad la resistencia a determinadas enfermedades es una de las características que manejan las empresas obtentoras. Sin embargo, en la mayor parte de los casos, la resistencia al patógeno es conferida por sólo 1 ó 2 genes de resistencia, que frecuentemente sucumben a nuevas razas del parásito, se introducen nuevos genes de resistencia que vuelven a se remontados y así sucesivamente (sistema de resistencia vertical). En la actualidad, la ingeniería genética abre nuevas posibilidades al permitir de manera rápida y económica, la introducción de genes de resistencia en las plantas e incluso la transferencia genética entre distintas especies. mejora vegetal clásica

MODIFICACION DEL GENOTIPO

ingeniería genética

LA PLANTA profilaxis general

SANIDAD DE LA PLANTA

"saneamiento"

MEDIO DE IMPLANTACION DEL CULTIVO EL AMBIENTE

climáticas MODIFICACIONES DEL AMBIENTE edafológicas

ROTACIONES FECHAS DE SIEMBRA

SISTEMA DE CULTIVO

ABONADOS Y ENMIENDAS RIEGOS LABOREO MANEJO DE ADVENTICIAS

Figura 8. Elementos del sistema agrícola susceptibles de ser modificados, con el objetos de disminuir la incidencia de los agentes nocivos. 15

Por otra parte, y siguiendo dentro del factor "planta", la sanidad de los propágulos (semillas, esquejes, bulbos, plantones, etc.) es parte decisiva de la estrategia de control. Los métodos de control El gran desarrollo de productos fitosanitarios que se ha producido en los últimos años ha extendido la idea de que cualquier problema tiene una solución más o menos inmediata, es decir, podemos extender una "receta mágica" que permitirá solventar por medios químicos los problemas que se nos presenten. Actualmente, sin embargo, está establecida la idea de que la protección de cultivos es algo más "complejo", que debe tener en cuenta la utilización de diversos medios basados sobre un buen conocimiento: •

del cultivo en un medio dado.

•

del enemigo a combatir cuya evolución está fuertemente influenciada por el clima.

•

de los enemigos o los antagonistas naturales de las plagas y las enfermedades.

•

de los diferentes medios de intervención, de los cuales conviene hacer un uso reflexivo. El primer paso es pues, el conocimiento de los medios disponibles, que permitan

posteriormente la armonización de todos ellos. Lucha química Los plaguicidas son un tipo particularmente poderoso de agente modificador. Su introducción en la agricultura permitió simplificar los métodos por reducir el número de variables exógenas que necesita manipular el productor. El moderno agricultor ya no tiene que adquirir la amplia base de conocimientos y técnicas que el campesino tradicional heredaba, sencillamente declara "enemigas" a numerosas especies del agrosistema y las elimina con ayuda de substancias sintéticas. Los plaguicidas no sólo son tóxicos para los organismos que se proponen combatir. También afectan a otros seres vivos, entre ellos los trabajadores que los fabrican y aplican e incluso a los consumidores del producto final. Además, se

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ORGANIZACION MEDIOS INDIRECTOS

LEGALES INSTITUCIONALES

QUIMICOS FISICOS MEDIOS DIRECTOS

BIOTECNICOS BIOLOGICOS CULTURALES

Figura 9. Métodos de lucha contra los agentes nocivos acumulan en el suelo y en el agua, planteando crecientes peligros para el futuro. Los plaguicidas eliminan también a los enemigos naturales de las "plagas" de modo que sus usuarios se encuentran en un círculo vicioso que les obliga a aplicar cada vez mayor cantidad de productos químicos para controlarlas. Y por último, su eficacia disminuye con el tiempo, ya que los organismos a que están dirigidos adquieren resistencia a su toxicidad haciendo que el producto químico resulte inútil. Lucha biotécnica Todos estos condicionantes han impulsado en los últimos años los estudios en busca de alternativas. El descubrimiento en 1966 de un análogo natural de la Hormona Juvenil de los insectos, la juvabiona, introdujo el convencimiento de que comenzaba una 17

nueva generación de plaguicidas los reguladores del crecimiento de insectos (RCI), compuestos que de alguna forma alteran el crecimiento y desarrollo de los insectos. Casi paralelamente se desarrollan otro tipo de compuestos, similares a las feromonas, que vienen a actuar sobre el comportamiento y que junto con factores de lucha autocida han recibido el nombre de productos biorracionales. Sin embargo, la utilización de estos productos en el campo es complicada, y, como ocurre con las prácticas de lucha biológica, requieren mano de obra muy especializada para que su empleo resulte eficaz. A estos medios de lucha se les ha llamado biotécnicos para diferenciarlos de los medios químicos y de los biológicos con los que tiene aspectos comunes. Lucha biológica Uno de los métodos más antiguos y eficaces de lucha contra insectos y plagas similares, consiste en utilizar a sus enemigos naturales - parasitoides, predadores y organismos patógenos - para atacarlos y destruirlos. Las exigencias actuales de los consumidores por productos exentos de residuos químicos y por una agricultura más respetuosa con el medio ambiente, han estimulado a los investigadores a continuar los esfuerzos por la puesta a punto de procedimientos de lucha biológica, que en los últimos años se ha extendido a la lucha contra enfermedades. La terminología utilizada es en algunos casos confusa, y vale la pena hacer una revisión: Control natural: Es la regulación que los agentes bióticos y abióticos de un ecosistema ejercen sobre una determinada población. De este modo, la densidad de una población fluctúa, en un determinado periodo de tiempo, entre unos límites superiores e inferiores. Control biológico: Es la disminución de la densidad de población de un determinado organismo causada por el crecimiento de sus enemigos naturales; es decir, parasitoides y predadores. (No incluye los agentes abióticos de control). Lucha biológica: es el conjunto de métodos que tienen por fin destruir lo que es perjudicial para el hombre, los animales domésticos o las plantas cultivadas, por el empleo racional de sus enemigos naturales, con la participación activa del hombre. Si el hombre no actúa, estaremos frente a un control biológico.

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Lo que se pretende es producir un desequilibrio biológico a nuestro favor, introduciendo o aumentando la población de artrópodos beneficiosos, parasitoides o predadores. La O.I.L.B., en 1971, definió la lucha biológica como: "la utilización de organismos vivos o de sus productos, para impedir o reducir las pérdidas o daños causados por organismos nocivos a las producciones vegetales". El Control Biológico de patógenos se considera como la disminución del inóculo o de la actividad productora de enfermedad de un patógeno llevada a cabo por uno o más organismos, incluyendo la planta huésped pero excluyendo el hombre. El término fue utilizado por primera vez en relación a patógenos de plantas por C. F. von Tubeuf * en 1914. Aunque se han publicado trabajos relacionados con el control biológico de patógenos desde hace más de un siglo (en 1874 W. Roberts* demostró la acción antagónica entre Penicillium glaucum y bacterias en medio artificial, introduciendo el concepto de antagonismo) la investigación de los sistemas de control biológico está en su infancia, habiéndose desarrollado fundamentalmente en los últimos treinta años. La organización y unificación de conocimientos sobre biocontrol se produce a partir de mediados de la década de los 60. Anteriormente a este periodo se introducen palabras clave como antibiosis, antagonismo, supresividad, inmunidad, control biológico,..y algunos importantes principios han sido descubiertos. Pero se trataba de hechos aislados, que no formaban parte de un cuerpo unificado de conocimientos de control biológico. El biocontrol de enfermedades era considerado como experimentos en placas petri sin ninguna aplicación práctica. Era la época del control de enfermedades por fungicidas y plantas resistentes. * Citados por Baker 1987 Ha sido a partir de 1965 cuando han empezado a proliferar estudios de antagonismos específicos, parásitos, predadores y hongos-trampa de nematodos, la relación de los exudados de la rizosfera con los microorganismos del suelo y otros muchos, aunque hasta el momento los progresos en el biocontrol de enfermedades han tenido pocas aplicaciones prácticas.

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PREVENCION Antagonistas, enemigos naturales.. Resistencia genética Prácticas agronómicas compatibilidad perturbación mínima del ecosistema umbral de tolerancia

insuficientes ???

Biológicas biotécnicas químicas genéticas etc

Figura 10.

Tácticas curativas TERAPIA

Esquematización de la lucha integrada, con los dos bloques: prevención y terapia.

2.3. INTEGRACIÓN EN EL CULTIVO. LA LUCHA INTEGRADA El concepto de lucha integrada o protección integrada apareció a fines de los 50 en USA y en 1965 en los organismos internacionales (OILB, 1966; FAO, 1968) para frenar la escalada de plaguicidas en la agricultura. Para ello, introdujeron una serie de criterios, entre los cuales el umbral de tratamiento ha recibido gran atención. Con la introducción de los umbrales se ha creado una base o una justificación para los tratamiento químicos. En la mayor parte de los casos la protección integrada ha quedado como un programa de tratamientos basados en umbrales, en otros casos se han adoptado medidas alternativas a la lucha química, con la única ventaja de no perturbar o perturbar poco el medio ambiente. En los dos casos se lucha contra los síntomas y se eterniza el problema en vez de resolverlo. En algunas publicaciones especializadas no se utiliza el término lucha 20

integrada para designar esta forma de lucha sino "programa de tratamientos mediante umbrales". La idea de los pioneros de la protección integrada era seguramente distinta, tal como se intenta esquematizar en la figura, haciendo una neta distinción entre prevención y terapia (fig. 11). Vista desde este ángulo la protección integrada no es más que el manejo del cultivo de manera que los recursos naturales sean explotados al máximo. En este caso el término prevención se utiliza como en medicina humana o veterinaria, no tiene nada que ver con la aplicación preventiva de tratamientos químicos. Desde que apareció el concepto de lucha integrada se han destinado pocos recursos a la investigación a largo plazo. Esto es debido, por una parte a que se pretende ir demasiado aprisa y encontrar soluciones rápidas y por otra parte a que no se han establecido metodologías válidas para este tipo de investigación. De hecho, estos proyectos deberían estar basados en una serie de conocimientos básicos de tipo taxonómico y ecológico, en los cuales, en este momento hay probablemente una carencia de investigadores. Otro aspecto que complica el enfoque integrado es que en muchos casos se llega a él cuando la situación es insostenible (p.e. cuando fallan los métodos químicos), es decir en situaciones muy alteradas ecológicamente. En general se le da una importancia capital a los aspectos económicos, olvidando que la agricultura es antes que nada un proceso ecológico, que de económico, tiene exclusivamente la finalidad. Probablemente, el problema empezaría a resolverse, en cuanto se modificara el flujo de "comunicación" entre los distintos especialistas. La manera habitual de proceder se esquematiza en la figura 12 . Una serie de disciplinas proporcionan conocimientos especializados al "agronomista general" para diseñar un sistema de cultivo determinado. Lamentablemente entre esas disciplinas no suele encontrarse la Protección de Cultivos, ya que se presupone que los especialistas en esta materia podrán solucionar las disfunciones del sistema a posteriori. Es pues necesario, que los especialistas en Protección de Cultivos participen en el diseño de los sistemas de manera que la parte preventiva tenga cada vez mayor peso en el control de plagas y enfermedades de los cultivos (figura 13). El agronomista general debe darse cuenta que los entomólogos, patólogos y malherbologistas no están para resolver los problemas que él causa y que tienen algo que decir en lo que concierne al 21

modo de cultivar y de modelar el ambiente. Por esta razón no se trata solamente de proteger los cultivos, sino de prevenir los daños. A este respecto, algunos autores europeos proponen el término fitiatría (phytiatrie) para designar este nuevo enfoque de la Protección de Cultivos.

Mejora vegetal

economía

fitotecnia

edafología

el agronomista general diseña el sistema de cultivo

PROBLEMAS

se acude a la Protección de Cultivos

mejora vegetal

edafología

fitotecnia protección de cultivos

diseño de un sistema en el que se miniminicen los posibles problemas fitosanitarios y medio-ambientales

economía

Replanteamiento del sistema

PROBLEMAS

Figura 11.

Esquemas de comunicación entre disciplinas.

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3. DESARROLLO HISTÓRICO DE LA MATERIA Una forma clásica de clarificar la identidad y el concepto de la materia a enseñar es mostrar su desarrollo a través del tiempo. Podemos decir, sin temor a equivocarnos que el hombre desde que "inventó" la agricultura ha tenido como preocupación la defensa de sus cultivos frente a posibles competidores. Con esta revisión pretendemos situar los hitos significativos en el desarrollo de la agricultura, la Protección de Cultivos y las disciplinas con las cuales ha tenido puntos de intercambio, de cara a tener una perspectiva histórica que nos sitúe en la moderna concepción de la materia. La bibliografía existente respecto a este tema es muy pobre, y la poca disponible plantea un enfoque puramente histórico, antropológico, ... sin entrar en el análisis tecnológico de la agricultura.Se debe resaltar el trabajo de J.V. Maroto "Aproximación a la evolución histórica de las técnicas agrícolas", que ha servido de soporte para la confección de este capítulo. La evolución histórica de la Agricultura y la Protección de Cultivos se ha estructurado en cuatro épocas: a) Desde los orígenes al siglo XV b) El punto de inflexión: la Edad Moderna c) El siglo XIX: los fundamentos de la agricultura d) El siglo XX: la agricultura industrializada

3.1. Del nacimiento de la agricultura al siglo XV Las aportaciones a las Ciencias de la Naturaleza y a la Agricultura en concreto, dejando de lado el hecho revolucionario en sí de la aparición de esta última, han ido desarrollándose muy lentamente a lo largo de este periodo de la historia de la humanidad. Durante los primeros 10.000 años pocas novedades fueron introducidas y las primeras corrientes científicas que podían haber impulsado el desarrollo de las ciencias experimentales en la antigua Grecia, fueron desplazadas a partir del año 400 a.c. por el pensamiento aristotélico, que basándose en el método deductivo, propugnaba la utilización del raciocinio como fuente principal del conocimiento. La incorporación de esta metodología al acervo de la civilización occidental, sería una de las causas por las que durante otros 20 siglos las ciencias de la vida evolucionarían lentamente. 23

3.2. El punto de inflexión: la Edad Moderna A partir de la Edad Moderna se inician una serie de cambios profundos en la concepción de la Agricultura, debido fundamentalmente a: El Descubrimiento de América, con la consiguiente entrada en Europa de nuevas especies cultivables. La iniciación del moderno método científico inductivo que tuvo en Galileo Galilei su primer impulsor. Por su parte la idea de Francis Bacon de que el propósito final de la Ciencia era el dominio de la naturaleza se instaló rápidamente en las conciencias europeas perdurando hasta la actualidad. Durante los s. XVII y XVIII la aplicación del método inductivo dió sus primeros frutos, haciendo factible una gestión y explotación más racional de la tierra que se tradujo en un incremento de la productividad agrícola. Por otra parte las Ciencias Naturales empezaron a ser demasiado amplias y empezaron a surgir "especialistas" en diversas materias dando lugar a trabajos que se constituirían en los embriones de las futuras ciencias agronómicas: fitotecnia, mejora vegetal, entomología agrícola, patología vegetal,.. Un hito fundamental de este periodo lo marcó la publicación de la obra de Jethro Tull "The horse hoeing husbrandy, or An Essay of the principles of tillage and vegetation". Esta obra tendría una gran influencia en el mundo agrícola occidental, al divulgar lo que se ha venido en llamar "El Nuevo Método", que a grandes rasgos preconizaba la siembra en líneas, el laboreo reiterado y profundo, la introducción de los forrajes en las rotaciones, la utilización de determinado tipo de maquinaria, etc. Otro paso fundamental fue dado en el siglo XVIII cuando Linneo establece por primera vez el sistema binomial de nomenclatura.

3.3. El siglo XIX: los fundamentos de la agricultura Durante el siglo XIX se introduce desde varios frentes la química en la Agricultura: utilización de cobre y azufre por su actividad fungicida, desarrollo del caldo bordelés, utilización del caldo sulfocálcico contra oidio y piojo de San José en cuanto a Protección de Cultivos. Por otra parte la publicación de la obra de Justus Von lIebig "La Química en su aplicación a la Agricultura" abre una nueva vía en la fertilización de las plantas cultivadas. 24

Es en este siglo cuando se inician o asientan las bases de las distintas materias que configurarán la agricultura actual: Patología Vegetal, Entomología Agrícola, Mecanización, Mejora Vegetal, Fitotecnia, Química Agrícola,... Por otra parte la Agricultura empieza a "enseñarse" en diversos ámbitos, creándose Cátedras de Agricultura en diversas ciudades españolas.

3.4. El siglo XX: la agricultura industrializada Durante el siglo XIX asistimos a una auténtica revolución en el ámbito agrícola: las técnicas agrícolas sufren grandes transformaciones en todas las áreas y cada una de estas innovaciones produce un impacto en las áreas limítrofes. El sistema agrícola ha evolucionado de manera radical en las últimas décadas. Existen razones, sin embargo, para dudar sobre la dirección de esta evolución. La disponibilidad de energía fósil barata y abundante ha permitido y facilitado la evolución de una agricultura consumidora de mano de obra hacia una agricultura basada en la energía y el capital. Dentro de este contexto el objetivo prioritario de la investigación ha sido el control o manejo del sistema agrícola. En los últimos 40 años los países industrializados han desarrollado sistemas agrícolas altamente intensivos en la utilización de recursos. Esta intensividad tiene consecuencias a largo plazo , muchas de las cuales son indirectas y sutiles. Las nuevas variedades de plantas cultivadas se desarrollan para aprovechar esta disponibilidad de energía barata. Así las cualidades de fijación de nitrógeno de los sistemas biológicos quedaron fuera de las prioridades y las impresionantes cosechas se obtenían a partir de fertilizantes importados o sintéticos. Esta situación se mantuvo cómodamente hasta el embargo de petróleo de la OPEP a principio de los años 70. La agricultura de los países industrializados se enfrenta ahora con el problema de que grandes incrementos de inputs energéticos sólo producen pequeños incrementos de cosechas. A corto plazo sería posible reducir inputs energéticos sacrificando solo una parte pequeña de la cosecha en los países desarrollados. En las recientes décadas, han proliferado los términos acuñados para recoger los nuevos rumbos y pensamientos relacionados con varios aspectos del manejo agrícola. Los entomólogos utilizan los términos "control de plagas", "manejo de plagas" y más 25

recientemente "manejo integrado de plagas", los patólogos el término "protección de plantas" y los veterinarios "manejo integrado de la reproducción". Estas etiquetas reflejan la compartimentalización de las actividades primarias acorde con la orientación de las disciplinas. Más importante aún, refleja una visión estrecha de las responsabilidades y conocimiento del sistema más amplio en el cual están incluidas estas actividades. De hecho, la aplicación de soluciones aparentes a nivel de un área de conocimiento pueden intensificar el problema de conjunto o atrasar la solución efectiva. Los plaguicidas son un claro ejemplo de este problema. En cultivos que históricamente han recibido un número elevado de tratamientos plaguicidas, la aparición de plagas secundarias incrementó la necesidad de control químico. El Manejo Integrado de Plagas ( MIP) corrige este problema en principio. La adaptación de la filosofía del MIP ha llevado a la utilización de los conceptos de control biológico de plagas. A pesar del éxito y del potencial para nuevos éxitos que se puede derivar de la utilización de enemigos naturales para controlar plagas por debajo de umbrales económicos aceptables, la venta de plaguicidas se ha multiplicado por diez desde la II Guerra Mundial, sin que se haya producido un descenso similar en las pérdidas producidas por plagas. Actualmente se han polarizado las opiniones respecto a la protección de cultivos. De una parte tenemos los defensores de los productos químicos que argumentan que sin ellos el mundo pasaría hambre y el potencial agronómico disminuiría. En frente tenemos a los anti-química que consideran que los plaguicidas inducen plagas secundarias, impiden la efectividad del control biológico y causan una excesiva contaminación ambiental. La filosofía del Manejo Integrado de Plagas toma posición entre ambos extremos e intenta integrarlos. El Manejo Integrado de Plagas se centra en ajustar la estructura del sistema de producción existente con el objetivo implícito de reducir el uso de plaguicidas y estabilizar el ecosistema agrícola. En el momento actual los éxitos han sido exclusivamente la eliminación de plaguicidas económicamente innecesarios y la reducción de plagas secundarias. El término "manejo

integrado de agroecosistemas"

ha sido introducido

recientemente con el objeto de extender el ámbito de investigación de las disciplinas 26

relacionadas con la protección de cultivos a mayores niveles de integración que los términos más microdisciplinares comentados anteriormente. Un agroecosistema se define como un conjunto de cultivos y animales considerados en un contexto biológico, físico, social y económico. El manejo integrado de este sistema debe ser entendido profundamente, de manera que incluya alteraciones de la misma estructura del sistema (diseño) y lo que convencionalmente definimos como opciones de manejo. Esta aproximación permitiría una evaluación y valoración analítica del potencial del sistema en diferentes contextos. No obstante, considero urgente que superemos las batallas terminológicas y lleguemos al convencimiento de que la Agricultura es una ciencia compleja que no puede ni debe ser abordada desde perspectivas parciales. Tenemos la responsabilidad tanto en el ámbito de la docencia como en el de la investigación de caminar hacia esa verdadera "Integración" de las diversas disciplinas que componen la Agronomía.

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4. EJERCICIOS PRÁCTICOS Ejercicio 1. Sitúa dentro de la red trófica los distintos componentes de un agroecosistema • • • • • • •

Planta cultivada Plantas adventicias Fitófagos Fitopatógenos saprófagos Depredadores Parasitoides

PRODUCTORES

CONSUMIDORES PRIMARIOS

CONSUMIDORES SECUNDARIOS

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Ejercicio 2. Completa las relaciones HONGO 3

INSECTO 1

HONGO 1

HONGO 2

ÁCARO 2

INSECTO 3

ÁCARO 1

VIRUS

INSECTO 2 BACTERIA

CULTIVO

ADVENTICIA 1

El

Se

comporta

ADVENTICIA 2

Del/de la

como Insecto 1

Fitopatógeno

Insecto 1

Insecto 2

Fitófago

Insecto 2

Insecto 3

Plaga

Insecto 3

Acaro 1

Auxiliar

Acaro 1

Acaro2

Competidor

Acaro2

Hongo 1

Antagonista

Hongo 1

Hongo 2

Vector

Hongo 2

Hongo 3

Depredadaor

Hongo 3

Virus

Parasitoide

Virus

Bacteria

Bacteria

Adventicia 1

Adventicia 1

Adventicia 2

Adventicia 2

Cultivo

Cultivo

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Ejercicio 3. Cual de estas gráficas representa la evolución de una población con el tiempo? Comenta cada una de ellas.

P O B L A C I Ó N

P O B L A C I Ó N

TIEMPO

TIEMPO

P O B L A C I Ó N

P O B L A C I Ó N TIEMPO

TIEMPO

Ejercicio 4. A partir de la siguiente gráfica de evolución de una afección. Sitúa y explica el concepto de umbral económico de tratamiento. Dibuja la gráfica de evolución de un depredador, o parasitoide .

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Ejercicio 5. En que parte de la planta hará más calor

Ejercicio 6. Donde preferirá vivir un insecto, en el haz o en el envés de la hoja?

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5. TRABAJOS PRÁCTICOS

1. Intenta establecer las relaciones tróficas dentro de un sistema determinado: campo de lechugas, naranjo, etc 2. Busca en la biblioteca revistas que traten sobre Protección de Cultivos, e identifícalas según su especificidad: o

Tratan de agronomía en general y entre otros temas “tocan” la Protección de Cultivos

o

La Protección de Cultivos es el tema prioritario

3. Consulta los libros que tratan en la Biblioteca sobre Protección de Cultivos. Realiza una ficha al menos de uno que trate sobre: o

Protección de Cultivos en general

o

Control integrado en un cultivo concreto

o

Plaguicidas

4. Observa en la tienda de alimentación donde normalmente compras frutas y verduras frescas: o

Observas en la etiqueta de algún producto que estén indicados los tratamientos fitosanitarios que se han realizado bien en el campo, bien en el almacen?

o

Puedes saber a partir de las etiquetas de los productos o de alguna indicación en los estantes si los alimentos han sido elaborados en base a una norma específica?

5. Que es lo que valoras en una fruta o en una verdura? Lista cada uno de los caracteres que más valoras por orden de importancia en dos columnas: 1. lo que se ve, 2. lo que no se ve.

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6. OBSERVACIÓN OBSERVACIÓN 1 Fíjate en los árboles que hay en Blasco Ibáñez. En su altura. Tamaño, aspecto, vigor. En que momento salen las hojas? Cuando empiezan a caerse? Después de un día de fuerte viento: observas ramas caídas? Dibuja uno de los plátanos de sombra, indicando las funciones de las distintas partes de la planta y cuales de estas funciones pueden no estar realizándose correctamente. Piensa en que medidas correctivas se podrían tomar. OBSERVACIÓN 2 Observa los paisajes que rodean la ciudad. Haz un pequeño croquis de estos paisajes. Realiza durante los meses que dura la asignatura un seguimiento de estos paisajes. Haz un análisis de esta evolución desde la perspectiva: o

Policultivo – Monocultivo

o

Cubierta vegetal – Suelo desnudo

o

Rotaciones de cultivos

o

Alternancia de frío-calor, inundaciones-sequía,..

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