Uso de brasicas verdes y pellets de Brassica carinata para la desinfección de suelos de pimiento 1

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Martínez V , Ros C , Guerrero MM , Lacasa CM , Fernández P , Beltrán C , Cano A , Lacasa, A 1

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Programa de Colaboración FECOAM- Consejería de Agricultura y Agua, C/ Caballero 13, 30002 Murcia. [email protected] 2 Biotecnología y Protección de Cultivos. IMIDA. C/ Mayor s/n, 30150 La Alberca, Murcia [email protected] 3 OCA Jumilla. Avda. Reyes Católicos, nº 2, 30756 Jumilla, Murcia 4 SSV, Consejería de Agricultura y Agua. C/ Mayor s/n 30150. La Alberca, Murcia Correspondencia: Alfredo Lacasa E-mail: [email protected] Tl: 968366777 Fax: 968366792

Resumen Los suelos cultivados de pimiento en el Campo de Cartagena, (Murcia) se encuentran contaminados por Meloidogyne sp que causa disminuciones en la productividad. La biofumigación por si sola no se muestra eficacia para el control en determinadas condiciones. Varios estudios que han puesto de manifiesto el efecto supresivo de algunas de las sustancias liberadas por especies de la familia de las Crucíferas sobre los nematodos. En este trabajo se ha evaluado la eficacia nematicida y el efecto sobre producción y desarrollo vegetativo de plantas de pimiento, cultivadas en un suelo en el que se entierran Sinapis, Brassica y dos variedades de Raphanus, utilizadas como enmiendas biofumigantes en verde en la bioslarización. Cada enmienda verde se compara con la adición de pellets de Brassica carinata. El ensayo se llevó a cabo en un invernadero comercial inscrito en agricultura ecológica en el que se reitera el monocultivo de pimiento. En el momento del enterrado, noviembre, todas las brasicas habían sido infestadas por Meloidogyne. La incidencia de Meloidogyne sp. fue significativamente superior cuando la biosolarización se realizó con unas de las dos variedades de Raphanus sativus, aunque el índice medio de nodulación no superó el valor de 2. En ningún caso, la adición de pellets mejoró los niveles productivos siendo desfavorable al combinarla con una de las especies. Sería necesario determinar el momento idóneo de desarrollo vegetativo de la brasica para su enterrado, con el fin de obtener los mayores efectos biofumigantes y no multiplicar las poblaciones de nematodos. Palabras clave: crucíferas, Meloidogyne sp., biofumigacion, solarización, biosolarización. Introducción. El pimiento es un monocultivo en la mayor parte de los invernaderos del Campo de Cartagena (Murcia) (Lacasa & Guirao, 1997; Guerrero et al., 2009), requiriendo de la desinfección de los suelos todos los años para el control de los patógenos edáficos (Phytophthtora spp. y Meloidogyne incognita) y para mitigar el efecto de la fatiga del suelo (Tello & Lacasa, 1997; Bello et al., 2004). El suelo de las más de 100 ha de invernaderos destinadas al cultivo ecológico de pimiento se desinfectan mediante biosolarización, iniciada en agosto y utilizando estiércoles frescos de ovino como enmienda biofumigante (Lacasa et al., 2002; Guerrero et al., 2008), obteniendo un aceptable nivel de control de Phytophthtora y buenas producciones, cuando se reitera la desinfección (Guerrero et al., 2004b). En algunos años y en algunos invernaderos, se presentan deficiencias en el control del nematodo (Guerrero et al., 2006a, 2008). Además, para obtener resultados aceptables se ha de iniciar la desinfección en el mes de agosto (Guerrero et al., 2004a), lo que supone adelantar el final del cultivo, previsto habitualmente para mediados de septiembre. En la descomposición de las brasicas se generan compuestos con actividad biocida que son aprovechados para la desinfección de suelos agrícolas (Matthiessen & Kirkegaard, 2006; Oka, 2010), por la acción directa de los compuestos que se liberan o por los efectos supresivos que inducen (Ploeg & Staplenton, 2001; Sterling & Sterling, 2003; Zasada & Ferris, 2004). El cultivo de las brasicas para enterrarlas supone seleccionar aquellas que no multipliquen al nematodo o que lo multipliquen en pequeñas cantidades (McLeod et al., 2001; Oka, 2010). El uso de pellets de brasicas conteniendo glucosinolatos evitaría el riesgo de multiplicación del nematodo que supone el cultivo de las brasicas en el mismo invernadero, al tiempo que ejercería la acción sobre las poblaciones remanentes en el suelo (Lazzeri et al., 2004). Los resultados de la biofumigación con restos de brasicas mejoran si se cubre el suelo con plástico (Gamliel & Stepleton, 1993). Con el objeto de retrasar el inicio de la biosolarización para mantener el ciclo del cultivo y de mejorar el control de Meloidogyne, se ha ensayado la combinación de enmiendas orgánicas (estiércol fresco de ovino con restos verdes de varias brasicas y de pellets de Brassica carinata), para la biosolarización, iniciándola en noviembre.

Material y métodos. 2

El ensayo se realizó en un invernadero comercial de 2.500 m , calificado como ecológico, situado en la Comarca del Campo de Cartagena (Murcia) y en el que se reitera el cultivo de pimiento ecológico desde hace tres años y con anterioridad ha sido un monocultivo de pimiento desde hace otros15 años. El suelo es franco-arcilloso, con un 2,5- 3% de materia orgánica y está contaminado de Meloidogyne incognita, presentando baja incidencia en el cultivo precedente. No se tiene constancia de la contaminación del suelo por Phytophthora. El diseño experimental fue 2 de bloques al azar, con parcelas elementales de 47,25 m útiles y dos filas de 61 plantas, y tres repeticiones por cada tratamiento (Cuadro 1). Cuadro 1 El proceso seguido para la biosolarización fue el descrito por Guerrero et al., (2004, 2006b) con las modificaciones propias de la incorporación de plantas verdes, además del estiércol fresco de ovino. El 08/09/2008 se sembraron las brasicas a la dosis indicada en la Cuadro 2, después de haber levantado el cultivo de pimiento precedente y preparado el terreno para la siembra. En los bordes da las parcelas se enterraron semillas de tomate cv. Marmande. El sistema de aspersión del invernadero fue utilizado para el riego de las parcelas después de la siembra de las brasicas. El 20/11/2008, cuando habían flores abiertas en más del 25% de las plantas de cada especie, se determinó la materia fresca de cada cultivar. Antes de triturar las plantas mediante una labor superficial de fresadora a unos 2-5 cm de profundidad el 22/11/ 2008, se arrancaron 15 plantas de cada parcela elemental repartidas: 5 en cada uno de los extremos de cada parcela situados en el borde del invernadero y otras 5 en el centro; se examinaron las raíces y de aquellas, en las que se encontraron nódulos se determinó, con ayuda del microscopio esteroscópico, el estado evolutivo de las masas de huevos. También se arrancaron plantas de tomate de los bordes, evaluando la incidencia de Meloidogyne en las raíces. Tras el triturado, se esparció el estiércol fresco de ovino (pH: 8,01; CE: 4,91 dS/m; C orgánico: 407 g/kg; N: 24,8 g/kg: P: 5,6 g/kg; K: 25,9 g/kg) y los pellets de B. carinata en las correspondientes parcelas elementales el 23/11/2008, e, inmediatamente, se enterró todo mediante una labor de fresadora a unos 25-30 cm de profundidad. Ese mismo día se colocaron sondas de temperatura a 15 y 30 cm de profundidad en las parcelas elementales centrales de R. sativus cv. Contar, S. alba cv. Ludique y B. juncea cv. Scala. Luego se cubrió el suelo de cada parcela elemental con plástico transparente de polietileno (PE) de 0,05 mm de espeso,r enterrándolo en los bordes a unos 15-20 cm de profundidad. El mismo día se humedeció el suelo regando mediante el sistema de riego por goteo con mangueras separadas 0,50 m entre sí y emisores de 3 L/h a 0,40 m, durante 3 horas. Se consideró el 24/11/2008 la fecha de inicio de la biosolarización. Cuadro 2 El proceso de desinfección se dio por terminado el 22/12/2008, cuando se levantaron los plásticos. Se plantó la variedad Coyote (Syngenta Seeds, S.A.) el 05/01/09 al marco de 1,12 x 0,4 m. Las prácticas culturales fueron las habituales en la comarca del Campo de Cartagena y las autorizadas en agricultura ecológica. El ensayo finalizó a mediados de agosto de 2009. Para evaluar la eficacia de la desinfección se midieron los siguientes parámetros:

a) El desarrollo de las plantas: cada tres semanas, a partir de la fecha de plantación, se midió la altura de 5 plantas tomadas al azar en cada fila, hasta finales del mes de junio en que el entutorado es insuficiente para mantener las plantas erguidas. b) La producción: en cada recolección se clasificaron los frutos de cada fila y se pesaron por separado los de cada una de las categorías comerciales oficialmente establecidas para el tipo de 2 fruto, expresando los resultados en Kg/m . c) La incidencia de las enfermedades fúngicas del suelo: cada semana se examinaron todas las plantas de cada fila. Las plantas que presentaban alteraciones de marchitez o desecado se arrancaron y se tomó suelo de la rizosfera. Se hicieron análisis en medio microbiológico general PDA y específico para Pythiaceae PARPH tanto del cuello como de las raíces dañadas, siguiendo el método descrito por Tello et al. (1991). El suelo se analizó por el método de las trampas vegetales, utilizando pétalos inmaduros de clavel (Tello et al., 1991) d) La incidencia de Meloidogyne: una semana antes de que finalizara el cultivo, el 08-08-2009, se arrancaron 5 plantas en cada fila y se examinaron las raíces, anotando el número de ellas infestadas y el índice de nodulación (escala 0 a 10 de Bridge & Page, 1980, adaptada al pimiento por Robertson et al., 2005). e) La temperatura a 15 y 30 cm de profundidad y la del ambiente del invernadero mediante sondas colocadas en las parcelas de cada tratamiento situadas en el bloque central. Se registraron en datalogger HOBO H-08-006-04 cada 30 minutos, como valores medios del periodo de registro. Se ha realizado el análisis de la varianza de los datos (factores bloques y tratamientos) de los diferentes parámetros, salvo los de temperatura, aplicando las transformadas: Log10(x + 1) para las producciones y para los índices de nodulación por nematodos; Log10 (x) para la altura de las plantas y Arcsen(√x) para el porcentaje de plantas infestadas por nematodos. Para la comparación de las medias se utilizó el test MDS al 95% Resultados. Producciones comerciales. La adición de pellets de B.carinata a los restos de plantas verdes de las brasicas no mejoró significativamente las producciones comerciales finales (Figura 1), siendo menores en el caso de R. sativus cv. Eexta. Sin embargo, si se encontraron mejoras en algunas categorías comerciales: caso de R.sativus cv Contar en las categorías extra y segunda, no habiendo diferencias en la categoría primera y menores producciones de la categoría tercera. Para S. alba cv. Ludique se obtuvieron aumentos de la producción con los pellets en las categorías primera y tercera; para B. juncea cv. Scala hubieron aumentos en las producciones de extra y primera y disminuciones en las categorías segunda y tercera, y para R. sativus cv. Eexta se presentaron disminuciones en las categorías extra y segunda, pero no en las otras dos (Figura 1). Con los restos verdes de R. sativus cv. Eexta se obtuvo una mayor producción comercial final que con los de S. alba y R. sativus cv. Contar y similares a los de B. juncea, presentándose diferencias entre las brasicas en algunas categorías comerciales (Figura 1). Fig. 1 Desarrollo de las plantas: altura. No mejoró el desarrollo de las plantas al final del periodo de controles al adicionar pellets de B. carinata a las enmiendas verdes siendo las de la mezcla de R. sativus cv. Eexta y pellets más pequeñas que las de la brasica verde sola. Las enmiendas verdes de B. juncea y de R. sativus cv. Eexta proporcionaron plantas más altas que las otras dos enmiendas verdes (Figura 2) lo que está en consonancia con la producción comercial final.

Fig. 2 Incidencia de Meloidogyne. En las brasicas y el tomate. En el Cuadro 3 se presentan los resultados de la evaluación de las brasicas en el momento del triturado y enterrado de las enmiendas verdes. Las hembras instaladas en los nódulos no presentaban masas de huevos maduros, pero si en el tomate utilizado como contraste. Este comportamiento diferencial entre especies de diferentes familias podría ser interpretado como que las brasicas no resultan tan buenos hospedadores como el tomate o que oponen algún tipo de dificultad o resistencia a la multiplicación del nematodo. En ensayos realizados en condiciones controladas, exponiendo las brasicas a las poblaciones de Meloidogyne incognita durante 4 meses a 25ºC y fotoperiodo 14:10 luz: oscuridad, se produjo infestación en las tres especies, con índices de nodulación medios de 5,95 para R. sativus cv. Eexta, 7,0 para B. juncea cv. Scala y 0,75 para S. alba cv. Ludique, encontrando masa de huevos maduros en las dos primeras e inmaduros en S. alba, lo que viene a indicar que en el invernadero las plantas de las brasicas actuaron como trampas, ya que se trituraron antes de que se llegara a multiplicar el nematodo en sus raíces. Cuadro 3 En el pimiento En el Cuadro 4 se indican los porcentajes de plantas infestadas y el índice medio de nodulación para cada tratamiento. En términos generales, los valores encontrados son bajos, inferiores a los considerados como influyentes en el desarrollo de las plantas y en la producción. Los mayores índices de nodulación se encontraron en las parcelas de R. sativus cv. Eexta, no habiendo diferencias entre las otras brasicas, independientemente de la adición o no de pellets de B. carinata (Tabla 3). También los niveles de infestación más altos se presentaron en las parcelas de R. sativus cv. Eexta, no habiendo diferencias entre las otras enmiendas. No parece haber correspondencia entre la incidencia del nematodo en las brasicas y en el posterior cultivo de pimiento (Cuadros 3 y 4), ni tampoco entre el comportamiento de las brasicas en el invernadero y en las condiciones controladas bajo infestación artificial. Cuadro 4 Temperaturas del suelo. No se encontraron diferencias entre tratamientos en el perfil de temperaturas registrado a las dos profundidades. Las diferencias entre profundidades fueron reducidas en todo el tiempo de permanencia del film plástico (Figura 3). Los niveles térmicos alcanzados a lo largo del tiempo fueron bajos, lo que hace pensar que no limitaron las poblaciones latentes del nematodo por la acción directa delcalor. A 15 cm de profundidad, la temperatura permaneció comprendida en el intervalo 16,25– 18,75º C durante 382 horas y 265 h comprendidas en el intervalo 18,75– 21,25 ºC, mientras a 30 cm fueron 458 h en el intervalo 16,25– 18,75º C y 189 h en el intervalo 18,75– 21,25º C, que se alejan de la temperatura que provocaría mermas en las poblaciones del nematodo. Fig.3 Discusión.

Todos los tratamientos proporcionaron aceptables niveles de control del nematodo en el cultivo de pimiento (Cuadro 4), probablemente debido a las bajas densidades poblacionales que habían en el momento de iniciar la desinfección, ya que las temperaturas alcanzadas durante el proceso de biosolarización (Figura 3) fueron bajas, insuficientes para mermar las poblaciones de Meloidogyne. Estos resultados contrastan con los obtenidos por Guerrero et al. (2004 a), cuando se iniciaba la biosolarización en octubre o noviembre, utilizando una mezcla de estiércol fresco de ovina y gallinaza como enmienda biofumigante. La temperatura del suelo parece influir en el efecto de la enmienda orgánica utilizada. Así, LópezPérez et al. (2005) ponen de manifiesto que el estiércol de pollo resulta poco eficaz en el control de M. incognita en tomate cuando al temperatura del suelo era de 30º C, pero no cuando era de 20º C, sin que los autores determinaran el efecto directo de la temperatura y el de la influencia de esta en las concentraciones de amoniaco liberado por el estiércol, cuya acción sobre los nematodos fitoparásitos se ha reportado (Oka et al.l 2007). En nuestro caso, el estiércol fresco de ovino, rico en nitrógeno total (24,8 g/Kg) y el efecto sobre los nematodos del amoniaco liberado podría haber enmascarado el efecto de los tiocianatos derivados de las brasicas verdes y de los pellets de B. carinata, ya que se no encontraron diferencias entre las enmiendas verdes solas o complementadas con los pellets. Al parecer, el efecto del amoniaco se prolonga en el tiempo (Oka et al., 2007),quizás por un periodo mayor que los tiocianatos derivados de los glucosinolatos de los pellets que a 20º C se generan en 3-4 horas (Lazzeri et al., 2004), dependiendo la acción de uno y otro gas de la temperatura del suelo. Todas las brasicas permitieron la multiplicación del nematodo en condiciones controladas, aunque se encontraron diferencias entre especies en el potencial multiplicador de Meloidogyne. No se ha evaluado con precisión este importante aspecto epidemiológico en las condiciones de los invernaderos. La trituración de las brasicas antes de que alcanzaran la madurez no parece permitió completar el ciclo evolutivo al nematodo (Cuadro 3) y aunque se encontraron diferencias entre especies y cultivares en el grado de infestación de las raíces y en la proporción de plantas infestadas, no trascendieron los efectos al posterior cultivo de pimiento. En resumen, serán precisos estudios sobre el momento más adecuado para enterrar las brasicas verdes para evitar o minimizar el efecto multiplicador de Meloidogyne y para optimizar la producción de glucosinalatos, con el fin de mejorar el control del nematodo en los cultivos de pimiento en invernaderos mediante biosolarización tardía. Agradecimientos El trabajo se encuadra en las actividades del proyecto de investigación “Estrategias fitosanitarias para la agricultura limpia: Pimiento en invernadero del Campo de Cartagena financiado por la Consejería de Universidades, Empresa e Investigación, Región de Murcia. Nuestro agradecimiento D. Ramón Robles González por prestar su invernadero para la realización del ensayo. A las firmas comerciales que proporcionaron las semillas de las variedades de brasicas y a la entidad Abonos Orgánicos Pedrín por proporcionar el estiércol. Referencias bibliográficas. Bello A, López-Pérez JA, García Álvarez A, Arcos SC, Ros C, Guerrero MM, Guirao P, Lacasa A. 2004. Biofumigación con solarización para el control de nematodos en cultivo de pimiento. En A. Lacasa, MM. Guerrero, M. Oncina y JA. Mora Eds. Desinfección de suelos en invernaderos de pimiento. Publicaciones de la Consejería de Agricultura, Agua y Medio Ambiente. Región de Murcia. Jornadas 16, 129-208. Bridge J, Page SLJ. 1980. Estimation of root-knot nematode infestation levels on roots using a ratring chart. Trop. Pest Manage. 26, 296-298

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Leyenda Cuadros Cuadro 1. Tratamientos ensayados y dosis de las enmiendas Cuadro 2. Dosis de siembra de cada especie de brasica y biomasa producida. Cuadro 3. Incidencia de Meloidogyne en las brasicas utilizadas en la biosolarización y en el tomate en el momento del triturado de las plantas. Cuadro 4. Incidencia de Meloidogyne incognita. Evaluación realizada el 6/08/09.

Leyenda Figuras Figura 1. Producción final media por categorías comerciales. Intervalos MDS al 95% con los datos transformados con Log10(x+1). Figura 2. Evolución de la altura media de las plantas. Intervalos MDS al 95% con los datos transformados con Log10(x). Figura 3. Temperaturas medias en el tratamiento de B. juncea cv. Scala a 15 y 30 cm de profundidad y en el ambiente del invernadero, durante el proceso de biosolarización.

Cuadro 1. Tratamiento

Dosis EFO* 2 (kg/m ) 7,0 7,0

Biosolarización con EFO +Raphanus sativus cv. Contar Biosolarización con EFO + R. sativus cv. Contar + Pellets 1 de B. carinata Biosolarización con EFO + Sinapis alba cv. Ludique 7,0 Biosolarización con EFO + S. alba cv. Ludique + Pellets de 7,0 1 B. carinata Biosolarización con EFO + Brassica juncea cv. Scala 7,0 Biosolarización con EFO + B. juncea cv. Scala+ Pellets de 7,0 1 B. carinata Biosolarización con EFO + R. sativus cv. Eexta 7,0 Biosolarización con EFO + R. sativus cv. Eexta + Pellets 7,0 1 de B. carinata * EFO = estiércol fresco de ovino 1 : BioFence (P: 7%; N: 6%: K: 2,4%; MO: 84,2% de Triumph Italia S.p.A)

Dosis pellets B. 2 1 carinata (kg/m ) --0,2 --0,2 0,2 0,2

Cuadro 2. Especie y cultivar Raphanus sativus cv. Contar 2 Raphanus sativus cv. Eexta 2 Brassica juncea cv. Scala 2 Sinapis alba cv. Ludique

1

Dosis de siembra (kg/ha) 25 25 12 12

Materia fresca 2 (Kg/m )* 6,50 7,79 5,82 7,07

Materia seca 2 (g/m )** 455,2 542,4 385,6 491,3 2

Cantidades determinadas en el momento del triturado, arrancando las plantas de un m en tres puntos de cada parcela elemental. ** Secado en estufa a 70ºC durante 72 horas. 1. P.H.Petersen; 2 Intersemillas

Cuadro 3. Especies R. sativus cv. Contar S. alba cv. Ludique B. juncea cv. Scala R. sativus cv. Eexta S. lycopersicum cv. Marmande

% plantas infestadas por Meloidogyne 20,0 66,6 90,0 29,4 100,0

Índice medio de nodulación 1,0 3,2 2,5 1,6 4,0

Raíces con o sin masas de huevos sin sin sin sin con

Cuadro 4. Tratamiento

a

R.s. Contar R.s. Contar + pellets de B. carinata S.a. Ludique S.a. Ludique + pellets de B. carinata B.j. Scala B.j. Scala + pellets de B. carinata R.s. Eexta R.s. Eexta + pellets de B. carinata

Índice medio de a nodulación 0,4 b 0,4 b 0,53 b 0,06 b 0,13 b 0,26 b 1,8 a 1,86 a

b

% plantas infestadas por b Meloidogyne 6,67 c 13,33 c 26,67 bc 6,67 c 6,67 c 6,67 c 73,33 a 66,67 ab

Test MDS al 95% con datos transformados mediante Log10 (x+1). Test MDS al 95% con datos transformados mediante Arcsen(√x). Las cifras con la misma letra en una misma columna no son diferentes (P