Hongos y nematodos asociados a malezas presente en el cultivo
de café (Coffea arabica L.) en la selva central del Perú
Fungi and nematodes associated with weeds present in the
coffee crop (Coffea arabica L.) in the central jungle of Perú
Leonel Alvarado-Huaman1, Viviana Castro-Cepero2, Jorge Luis Tejada-Soraluz3 ]]>
Ricardo Borjas-Ventura4, Alberto Julca-Otiniano5
Artículo recibido en: 2 de julio 2019 Aceptado en: 16 de diciembre 2019
Resumen
La malezas son uno de los principales factores que limitan la producción del cultivo de café (Coffea arabica L.), asimismo pueden ser hospedera de plagas y enfermedades. El objetivo de este trabajo fue determinar los hongos y nematodos presentes en la comunidad de malezas asociadas al cultivo de café en la selva central del Perú. Para la extracción de los nematodos, se usó el "método de la bandeja de Baerman" (suelo) y el "método de la licuadora" (raíces). Para el caso de hongos, las técnicas habituales para el aislamiento de hongos fitopatógenos en un laboratorio de Fitopatología. Las malezas hospederas de patógenos encontradas en este estudio pertenecen a las familias Asteraceae, Poaceae, Amaranthaceae, Rubiaceae, Pteridaceae y Araceae. Los géneros de hongos fitopatógenos encontrados fueron Cercosporodium, Cercospora, Colletotrichum, Stagonospora, Mycosphaerella, Cercosporella, Phoma, Polythrincium y Didymella. Los géneros de nemátodos fitopatógenos encontrados fueron Meloidogyne, Helicotylenchus, Paratylenchus, Xiphinema, Tylenchulus, Tylenchus, Dolichodorus, Aphelenchus, Aphelenchoides. Además de una especie de Criconematidae, un Trichodorido y un Heteroderidae. También se encontraron nematodos de vida libre.
Palabras clave. Coffea arabica, hospedero, malezas, hongos, nematodos.
Abstract
Weeds are one of the main factors that limit the production of coffee cultivation (Coffea arabica L.), they can also host pests and diseases. The objective of this work was to determine the fungi and nematodes present in the weed community associated with coffee cultivation in the central jungle of Perú. Forthe extraction of the nematodes, the "Baerman tray method" (soil) and the "blender method" (roots) were used. In the case of fungi, the usual techniques forthe isolation of phytopathogenic fungi in a Phytopathology laboratory. The host weeds of pathogens found in this study belong to the families Asteraceae, Poaceae, Amaranthaceae, Rubiaceae, Pteridaceae and Araceae. The genera of phytopathogenic fungi found were Cercosporodium, Cercospora, Colletotrichum, Stagonospora, Mycosphaerella, Cercosporella, Phoma, Polythrincium and Didymella. The genera of phytopathogenic nematodes found were Meloidogyne, Helicotylenchus, Paratylenchus, Xiphinema, Tylenchulus, Tylenchus, Dolichodorus, Aphelenchus, Aphelenchoides. In addition to a species of Criconematidae, a Trichodoride and a Heteroderidae. Nematodes of free life were also found.
Keywords. Coffea arabica, host, weeds, fungi, nematodes.
INTRODUCCIÓN
El Perú cultiva café hace más de 100 años y actualmente tiene alrededor de 420000 ha instaladas; sin embargo, el rendimiento no ha mejorado de manera significativa a lo largo de estos años y actualmente se estima en 14 qq ha-1 de café pergamino seco. La productividad de un cafetal está influenciada por factores como el cultivar sembrado, densidad de plantación, fertilización y control de plagas, entre otros. Dentro de estas últimas, las malezas pueden afectar directamente al cultivo y competir por factores como agua, luz, espacio y nutrientes. Las pérdidas de producción en el cultivo de café ocasionado por las malezas pueden ser del 60 al 80% (Silva et al., 2006). Pero estas "plantas fuera de lugar" también pueden ser hospederas de patógenos como hongos y nemátodos que atacan al cultivo. Por ejemplo Urbano (2001), señala que malezas como Avena sterilis, Avena fatua, Lolium rigidum, Dactylis glomerata son hospederas de nematodos fitoparásitos como Heterodera major y Anguina tritici. La roya de los cereales (Puccinia spp.) encuentran en numerosas gramíneas silvestres y en Berberis europea, la planta donde pasar alguna fase de su ciclo de vida. Igualmente, otras malezas contribuyen a propagar muchas enfermedades fungosas como el "mal del pie de los cereales" (Ophiobolus graminis), "cornezuelo del centeno" (Claviceps purpurea) y diversas fusariosis (Fusarium spp.).
Por otra parte, en todos los países productores de café se han reportado la presencia de diversas plagas y enfermedades atacando al cultivo. Por ejemplo, en Colombia, las de mayor importancia económica son las causadas por Hemileia vastatrix, Ceratocystis fimbriata, Rosellinia bunodes, Cercospora coffeícola, Corticium salmonicolor, Rhizoctonia solani y Phoma sp. Además de los nemátodos del género Meloidogyne (Castro y Rivillas, 2010). En el Perú, se considera quelos principales problemas sanitarios, son la roya (H. vastatrix), la broca (Hypothenemus hampei) y los nemátodos. Pero, según SENASA (1998) citado por Julca et al. (2010), en este cultivo se han reportado 14 especies de hongos y 4 de nematodos.
Para el diseño de programas de manejo integrado de plagas, es necesario conocer el comportamiento de todos los elementos que conforman el agroecosistema. En nuestro país, no se tienen referencias sobre el rol que podrían estarjugando las malezas en la incidencia de las plagas y enfermedades que atacan a los cultivos, por lo que un primer paso es conocer los microorganismos que en ellas hospedan. Es así que este trabajo se realizó con el objetivo de determinar los hongos y nematodos asociados a malezas presentes en el cultivo de café en la selva central del Perú.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación de la zona de estudio
Este estudio se realizó en la selva central del Perú, para ello se seleccionaron tres parcelas de café en las localidades de San Ramón (Chanchamayo), Villa Rica (Oxapampa) y Pichanaki (Chanchamayo). La selva central es reconocida como una de las zonas cafetaleras más importantes del Perú desde hace más de 100 años.
]]> La parcela Génova se encuentra a una altitud de 1153 m s.n.m., la parcela Pichanaki a 883 m s.n.m. y la parcela Villa Rica a 1526 m s.n.m., se caracterizan por un clima cálido, húmedo y lluvioso con temperaturas entre 17-28°C y una precipitación anual de 1800 mm. Las características de cada una de estas, se presentan en la Tabla 1. Las fechas de muestreos, según localidad, fueron: San Ramón (22/06/2017), Villa Rica (23/06/2017), Pichanaki (24/06/2017).Metodlogía
Para determinar los nematodos asociados a la comunidad de malezas, se tomaron muestras de la rizósfera del suelo, removiendo las plantas junto con su sistema radicular y hasta una profundidad de 30 cm. Las muestras fueron embolsadas, codificadas y llevadas a la Clínica de Diagnosis de Fitopatología y Nematología de la Universidad Nacional Agraria La Molina (Lima). Para la extracción de los nematodos del suelo se usó el "Método de la bandeja de Baermann", que es una variante del "Embudo de Baermann" (CATIE 1987; Hooper y Evans, 1993, citados por Julca, 2000). Para las raíces, se usó el "Método de la Licuadora", que es una variante del "Método de extracción de nematodos formadores de nódulos" (Nombelay Valdeolivar, 1991, citados por Julca, 2000). Para el caso de hongos asociados a malezas, se colectaron todas aquellas especies que presentabanbásicamente síntomas de manchas foliares. Las muestras fueron colocadas en bolsa de papel kraft, codificadas y llevadas también a la Clínica de Diagnosis de Fitopatología y Nematología de la Universidad Nacional Agraria La Molina, para el análisis respectivo. Las muestras se procesaron siguiendo las técnicas habituales para el aislamiento de hongos fitopatógenos en el laboratorio, las mismas que han sido descritas por otros autores en trabajos similares (Tell et al., 1997).
La identificación de las malezas se hizo en el Herbario MOL-Weberbauer de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Agraria La Molina, se utilizó el sistema de clasificación propuesto por Angiosperm Phylogeny Group (APG III, 2009). Los nombres científicos siguieron las pautas del Catálogo de Gimnospermas y Angiospermas de la Flora Peruana (Brako y Zarucchi, 1993) y de la base de datos de TROPICOS del Missouri Botanical Garden.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las malezas hospederas de patógenos, encontradas en este estudio, pertenecen a diferentes familias botánicas, destacando Asteraceae, Poaceae, Amaranthaceae, Rubiaceae, Pteridaceae y Araceae. Diversos autores señalan que las también llamadas "plantas fuera de lugar" o "malas hierbas", son importantes hospederas de patógenos (Altieri y Nicholls, 2000; Urbano, 2001; Blanco y Leyva, 2007) y también de nematodos (Urbano, 2001). Van Emde(1965), citado por Altieri y Nicholls (2000), reporta 442 referencias que mencionan a las malezas como reservorio de plagas.
Hongos asociados a malezas presente en el cultivo de café en la selva central del Perú
]]> La presencia de hongos fitopatógenos atacando hojas de malezas, ha sido corroborada en este estudio, se encontraron los géneros Cercosporodium, Cercospora, Colletotrichum, Stagonospora, Mycosphaerella,Cercosporella, Phoma, Polythrincium y Didymella (Tabla 2). De estos, Cercospora, Colletotrichum y Phoma, probablemente correspondan a las especies reportadas como patógenos del café, porque su presencia afectando a este cultivo ha sido documentada en diversos países productores. Cercospora coffeícola causa la llamada "mancha de hierro", Colletotrichum spp. la "antracnosis" y Phoma costarricencis una "muerte descendente" (Guharay et al., 2001). Cercospora sp. ha sido encontrado en diversas especies de malezas como Cyathula achyranthoides (Kunth) Moq., Acmella brachyglossa Cass., Pteris grandifolia L., Borreria sp., Chromolaena laevigata (Lam.) R. M. King & H. Rob. y Anthurium croatii Madison. Esta última, también es hospedera de Colletotrichum sp. En plantas de Elephantopus mollis Kunth, se encontraron hojas con síntomas que algunos agricultores creen que corresponden a la "roya del café" (Figura 1). Sin embargo, los resultados del análisis, determinó la presencia de uredosporas y uredias de forma redondeada y elipsoidal, con un tamaño de 21 x 17 µm. Estas son diferentes a las uredosporas de Hemileia vastatrix, que tienen formairregular, rectangular y elipsoidal, con un tamaño 32 x 21 um. Polythrincium, Cercosporodium, Mycosphaerella, Cercosporella, son hongos que pertenecen a la familia Mycosphaerellaceae; mientras que Stagonospora y Didymella, pertenecen a la familia Massarinaceae y Didymellaceae, respectivamente (Farry Rossman, 2018), todos asociados con "manchas foliares", incluso en plantas cultivadas. Pero ninguno ha sido reportado causando enfermedades en el cultivo de café (Waller et al., 2007).La presencia de hongos en malezas presentes en el cultivo de café, ha sido documentada anteriormente. Por ejemplo, en Colombia, se registran 127 especies de royas atacando 57 especies de malas hierbas (Pardo, 1995). Grajales et al. (2003) reportaron 25 géneros de hongos afectando 36 especies de malezas, siendo los de mayor frecuencia los géneros Puccinia spp., Uromyces spp. y Septoria spp. en malezas como Sida acuta Burm f., Oplismenus burmannii (Retz) P. Beauv, Heliopsis buphthalmoides (Jacq) Dun, Impatiens balsamina L., Emilia sonchifolia (L) DC. y Commelina diffusa Burm. f.
En otros países productores como Brasil y Costa Rica (Beretta et al., 1996; Garita-Cambronero et al., 2006), se han reportado la presencia de la bacteria Xylella fastidiosa causante de la quemadura de la hoja de café, asociada a malezas como Bidens pilosa, Commelina difusa, Leonurus sibericus, Nicandra physaloides, Richardia brasiliensis y Sida rhombifolia. En otros cultivos como los cítricos, también se hanencontrado malezas hospedantes de enfermedades fungosas; siendo Uromyces el patógeno presente con mayor frecuencia en especies como Euphorbia heterophylla, Oxalis corniculata, Paspalum fimbriatum y Malvastrum coromandelianum (Felipe et al., 2005). En Argentina se reportó la presencia de hongos muy conocidos como Alternaria y Bipolaris en Sorghum halepense y Chenopodium album (Tell et al., 1997).
Pero la presencia de hongos fitopatógenos también abrió la posibilidad de usar estos microrganismos en el control de malezas (Salazar et al., 2002; Van Driesche et al., 2007; Arber et al., 2015), aunque hasta la fecha el desarrollo de micoherbicidas no ha tenido éxito comercial (Van Driesche et al., 2007).
Nematodos asociados a malezas presente en el cultivo de café en la selva central del Perú
Los nematodos son los organismos más abundantes del planeta (Bongers y Ferris, 1999) y más ricos en especies del reino animal (Rivera, 2007). Su presencia en la rizósfera de diversas malezas (especialmente de las familias Asteraceae, Poaceae y Amaranthaceae), ha sido confirmada en este estudio. En el café, son considerados uno de los principales factores limitantes, especialmente el género Meloidogyne, que genera grandes pérdidas para los productores (Campos y Villaín, 2005). Otros nematodos reportados en este cultivo son Aphelenchus, Mesocriconema, Ditylenchus, Helicotylenchus, Pratylenchus, Rotylenchulus e Tylenchus (Campos et al., 1985); pero su importancia es secundaria (Pinheiro et al., 2000). En este estudio, se encontraron 12 géneros de nemátodosfitopatógenos tales como Meloidogyne, Helicotylenchus, Paratylenchus, Xiphinema,Tylenchulus, Tylenchus, Dolichodorus, Aphelenchus, Aphelenchoides. Además de una especie de Criconematidae, un Trichodorido y un Hetroderidae. Todos estos géneros ya han sido reportados en este cultivo en trabajos anteriores realizados en la selva central del Perú (Julca et al., 2009; Julca et al., 2010). Pero Meloidogyne siempre es el más importante, por ejemplo, en un estudio realizado en Villa Rica, representó más del 90% de la población total de nematodos parásitos de plantas (Julca et al., 2010). En la localidad de San Ramón, la población fue más heterogénea y estuvo compuesta por nueve géneros de fitonematodos, seguido de Villa Rica, con siete y Pichanaki, con seis. En la primera localidad, Helicotylenchus fue el género más numeroso; mientras que en Villa Rica fue Meloidogyne y Tylenchus en Pichanaki (Figura 2). La cantidad y la composición diferente de la población nematológica, de una localidad a otra, se explicaría por las diferencias físicas y químicas del suelo de las parcelas de café, además de las diferencias de manejo del cafetal (tipo de control de malezas, variedades cultivadas, etc.), tal como se muestra en la Tabla 1.
Las condiciones edafoclimáticas (humedad del suelo, suelos con buena aireación, materia orgánica, temperatura de 25-30°C), favorecen la vida de los nematodos (Quezada, 1999; Avelino et al., 2009). Además de las prácticas agronómicas del cultivo, por ejemplo, las poblaciones nematológicas decrecen con el uso intensivo de plaguicidas (Timper et al., 2012); y se incrementan con el uso de abonos orgánicos (Liang et al., 2009). Otro aspecto importante, es el sistema de cultivo café con sombra o sin sombra, en Villa Rica se encontró una población ligeramente mayor de nematodos en las parcelas con sombra con árboles del género Inga spp. (Julca et al., 2010).
]]> En las muestras analizadas, también se encontraron tres órdenes de nematodos libres del suelo, como son Mononchidos, Dorylaimidos y Rhabditidos. En la parcela de San Ramón los nematodos de vida libre, representaron el 83.95% y los parásitos de plantas el 16.05%; mientras que, en Villa Rica, fueron el 63.94% y los fitoparásitos el 36.06%. En Pichanaki, el 36.44% y los fitopatógenos el 63.56%. Las malezas que presentaron un mayor número de nemátodos parásito de plantas fueron Anthurium croatii (San Ramón), Paspalum decumbens (Villa Rica) y Borreria sp. (Pichanaki) (Figura 3). Algunos estudios mencionan que del total de nematodos que se pueden encontrar, el 30 % son fitoparásitos y el 70% nematodos de vida libre (García, 2012). Sin embargo, Salguero (2006), reportó que la mayor población fueron los fitonemátodos con 58% y 42% fueron nematodos de vida libre. Julca (2000), señala que generalmente las poblaciones de nematodos de vida libre, no se cuantifican, porque a priori se considera que no son importantes. En el futuro, esta visión podría cambiar un poco debido a que algunos investigadores han sugerido que éstos cumplen un papel en la dinámica del suelo (Zancada y Sánchez, 1994, citados por Julca,2000), especialmente los bacteriófagos, que tendrían que ver con la descomposición de la materia orgánica y los ciclos de nutrientes (Freckman, 1988, citado por Julca, 2000). Algunos autores, citados por Achicanoy et al. (2012), señalan que ha aumentado el interés por conocer el papel de los nematodos en procesos de los agroecosistemas tales como, el ciclaje de nutrientes, el control biológico de plagas y enfermedades y como indicador de manejo de suelos y factores ambientales que afectan su abundancia, diversidad y función.
CONCLUSIONES
Las malezas asociadas al cultivo de café hospederas de patógenos encontradas en este estudio pertenecen a las familias Asteraceae (42%), Poaceae (8%), Amaranthaceae (17%), Rubiaceae (8%), Pteridaceae (8%) y Araceae (17%). Los hongos fitopatógenos encontrados fueron Cercosporodium, Cercospora, Colletotrichum, Stagonospora, Mycosphaerella, Cercosporella, Phoma, Polythrincium y Didymella. Los géneros de nemátodos fitopatógenos (38.6 %) encontrados fueron Meloidogyne, Helicotylenchus, Paratylenchus, Xiphinema, Tylenchulus, Tylenchus, Dolichodorus, Aphelenchus, Aphelenchoides. Además de una especie de Criconematidae, un Trichodorido y un Heteroderidae. También se encontraron nemátodos de vida libre (61.4%).
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen al Programa Nacional de Innovación Agraria (PNIA) por haber financiado esta investigación a través del Proyecto "Florística y ecología de las especies arvenses asociadas al cultivo de café en la Selva Central del Perú" Contrato N°011-2016 INIA-PNIA/UPMSI/IE. Así mismo, a la Mg. Sc. Mercedes Flores Pimentel, Directora delHerbario MOL-Weberbauer y al Dr. Raúl Blas Sevillano, Director del IRD Selva-Fundo Génova, por las facilidades prestadas a los investigadores en el uso de instalaciones y equipos. Por último, agradecemos al especialista en taxonomía Arturo Granda Paucar, miembro del Herbario MOL-Weberbauer por las determinaciones taxonómicas de las malezas encontradas en el presente trabajo.
NOTAS
1 Grupo Investigación en Agricultura y Desarrollo Sustentable en el Trópico Peruano,Facultad de Agronomía, Departamento Académico de Fitotecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú. lealvarado@lamolina.edu.pe
]]> 2 Grupo Investigación en Agricultura y Desarrollo Sustentable en el Trópico Peruano, Facultad de Agronomía, Departamento Académico de Fitotecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú. vcastro@lamolina.edu.pe3 Departamento Académico de Fitotecnia, Facultad de Agronomía, Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú. jorgetejada@lamolina.edu.pe
4 Grupo Investigación en Agricultura y Desarrollo Sustentable en el Trópico Peruano, Facultad de Agronomía, Departamento Académico de Fitotecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú. rborjas@lamolina.edu.pe
5 Grupo Investigación en Agricultura y Desarrollo Sustentable en el Trópico Peruano, Facultad de Agronomía, Departamento Académico de Fitotecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina, Perú. ajo@lamolina.edu.pe
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