El efecto de la rotación de cultivos en la incidencia del amachamiento en frijol se evaluó en la región Brunca de Costa Rica durante 2009 y se complementó con una observación de campo en el 2010. La incidencia en 2009 se cuantificó en las etapas de desarrollo vegetativo (V3 o V4), floración (R6) y llenado de vainas (R8) en plantaciones comerciales de frijol provenientes de rotación con arroz, maíz, chile picante, ayote o frijol. En cada plantación se establecieron al azar 4 microparcelas de 10 m2, excepto en la secuencia frijol-frijol, donde fueron solo 2; los datos obtenidos se transformaron angularmente y con un ANDEVA se separaron las medias entre rotaciones. La observación de campo del 2010 se llevó a cabo en una finca con 3 parcelas comerciales de frijol en etapa de floración y en suelos previamente sembrados con jengibre, tiquizque y maíz, respectivamente; en cada parcela, se establecieron sistemáticamente 10 puntos de muestreo para cuantificar la incidencia de amachamiento y se utilizó la prueba de Chi-cuadrado para determinar diferencias entre rotaciones. En el 2009, durante la etapa R8 se presentó una incidencia mínima de amachamiento en la rotación chile picante-frijol (4%), niveles intermedios en las rotaciones ayote-frijol (15%) y arroz-frijol (29%) y altas incidencias en las rotaciones frijol-frijol (62%) y maíz-frijol (64%). En la observación de campo del 2010, durante la etapa de floración se presentaron incidencias de 4% en la rotación jengibre-frijol y de 5% en la rotación tiquizque-frijol, que fueron entre 5 y 6 veces menores que la cuantificada en la rotación maíz-frijol (25%). Con base en los resultados obtenidos, el uso de cultivos como chile picante, jengibre, tiquizque y ayote en el ciclo previo a la siembra de frijol, podría contribuir a bajar la incidencia de amachamiento y las pérdidas que ocasiona en ese cultivo.
Palabras clave: Amachamiento, rotación de cultivos, Aphelenchoides besseyi Christie, Phaseolus vulgaris L., manejo de enfermedades, nematodo foliar.
Abstract
The effect of crop rotation on the incidence of common bean “amachamiento” was evaluated in the “Brunca” region in Costa Rica during 2009 complemented by a field observation during 2010. The incidence of “amachamiento” in 2009 was quantified in vegetative (V3 or V4), flowering (R6) and pod-production (R8) plant growth stages, in bean commercial fields rotating with previous rice, corn, hot-pepper, pumpkin or bean. Four micro-plots (10 m2) were established in each field; to score “amachamiento” incidence, data were subjected to angular transformation and statistical means among treatments were separated by ANOVA. The 2010 field observation was developed in a farm growing common beans on soils previously planted with either ginger, taro or corn. In 2009, during the R8 growth stage a minimum incidence was detected in the hotpepper- bean rotation (4%), intermediate levels in the pumpkin-bean (15%) and rice-bean rotation (29%), and high incidence in both bean-bean (62%) and corn-bean (64%) rotations. In the 2010 field observations, during the flowering stage “amachamiento” incidence was 4% in the ginger-bean rotation and 5% in the taro-bean one, significantly lower than in the corn-bean rotation (25%). Based on these results, crop rotations such as hot-pepper, ginger, taro or pumpkin preceding common bean can reduce both “amachamiento” incidence and, consequently, yield losses.
Introducción ]]>
El frijol (Phaseolus vulgaris L.) en Costa Rica se cultiva principalmente en las regiones Brunca y Huetar Norte, donde aproximadamente 6500 (J. Hernández. 2009. (INTA) Comunicación personal) productores se dedican a esta actividad (Salazar 2002 y 2003). Es consumido por el 97% de los costarricenses y constituye una fuente importante de proteína vegetal, sobre todo para el estrato de la población con menores ingresos económicos (Salazar 1999, Rodríguez y Dumani 2000, Dumani 2001, Rodríguez 2004).
La producción de frijol en Costa Rica se ha limitado en los últimos años por el aumento en incidencia de la enfermedad conocida como “amachamiento”, causada por el nematodo Aphelenchoides besseyi Christie (Chaves 2011). Esta enfermedad se caracteriza por ocasionar lesiones necróticas angulares en las hojas inferiores (Salas y Vargas 1984, Barrantes 2006) y diversos grados de deformación foliar en los estratos superiores, sin mostrar algún tipo de mosaico o variegación (Morales et al. 1999, Araya y Hernández 2006). Además, la planta infectada adquiere una coloración verde oscura, produce una guía anormalmente más larga (Araya y Hernández 2006) y se presenta una notable reducción en la formación de vainas (71-80%) y en el rendimiento (69-85%) (Chaves 2011, Chaves y Araya 2012).
Los sistemas de siembra de frijol predominantes en la región Huetar Norte son el semimecanizado y con espeque, mientras que en la región Brunca predomina la siembra con espeque (Salazar 2003); no obstante, en ninguno de los 2 sistemas se emplean nematicidas u otra medida específica para el manejo del amachamiento. En la región Brunca, este nematodo es responsable de considerables mermas en los rendimientos, mientras que en la región Huetar Norte las pérdidas no son significativas (Chaves y Araya 2012), debido a que la mecanización de los terrenos reduce las poblaciones del nematodo en el suelo (Brmež et al. 2006) e incorpora el rastrojo de cultivos anteriores, factor limitante para A. besseyi, que no sobrevive largos períodos en el suelo (Christie 1982, Escuer y Bello 2000). En la región Huetar Norte solo en las siembras realizadas a espeque, usualmente por pequeños productores, se podrían esperar pérdidas similares a las que se presentan en la región Brunca (Chaves y Araya 2012).
Tradicionalmente, los productores de frijol rotan sus campos de cultivo con maíz o arroz como práctica cultural para el manejo de patógenos causantes de enfermedades (Araya y Hernández 2003). En años recientes, en la región Brunca, algunos productores emplean ayote, tiquizque, jengibre o chile picante como cultivos de rotación previo a la siembra de frijol. Sin embargo, se desconoce el efecto de esta práctica sobre la incidencia del amachamiento.
De los cultivos empleados para rotación en la región Brunca, maíz es hospedante conocido de A. besseyi (Barrantes 2006, Barrantes et al. 2006, Arauz 2011); sin embargo, se desconocen los síntomas que el nematodo causa en este cultivo. En arroz causa la enfermedad conocida como punta blanca y provoca pérdidas en rendimiento de hasta el 70% (Fortuner y Orton 1975, Prot 1992, Escuer y Bello 2000). Ayote, tiquizque y jengibre no son hospedantes conocidos de A. besseyi (Barrantes 2006 y Fernández et al. 2002) y chile picante no se considera hospedante en Costa Rica (Fernández et al. 2002), a pesar de que Hockland y Eng (1997) indicaron a Capsicum annuum L. cv. Longum como hospedante de este nematodo en Malasia.
La rotación de cultivos es eficaz para el manejo de problemas fitosanitarios si los cultivos en la secuencia no son hospedantes de los mismos patógenos, y si éstos a su vez no poseen mecanismos de sobrevivencia a largo plazo en ausencia del hospedante principal (Agrios 2005, Arauz 2011). En el caso específico de nematodos fitoparásitos, la rotación de cultivos es uno de los métodos de combate más efectivos que se recomiendan para reducir las pérdidas debidas a estos patógenos, en especial en los países tropicales (Nusbaum y Ferris 1973, Noe 1988, Rodríguez y Kokelis 1998). Esta práctica no requiere de alta tecnología o insumos de alto costo, e históricamente ha formado parte de las labores de los productores en muchos sistemas de producción de subsistencia. Pero para lograr la mayor efectividad, se deben optimizar las rotaciones existentes y emplear otras medidas de combate en forma conjunta (Noe 1988, Noe et al. 1991, Rodríguezy Kokelis 1998).
El objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de la rotación de cultivos utilizada por el productor de frijol en la región Brunca de Costa Rica sobre la incidencia del amachamiento en sistemas de producción comercial.
Materiales y métodos
La investigación se llevó a cabo en la región Brunca de Costa Rica durante el 2009 y se complementó con una observación de campo en el 2010.
El experimento sobre rotaciones se realizó de mayo a julio del 2009 en 5 fincas comerciales con antecedentes de alta incidencia de amachamiento, ubicadas en las comunidades de Veracruz, Pueblo Nuevo y Concepción de Pilas. Cada uno de los cultivos establecidos con anterioridad a la siembra del frijol (octubre a diciembre del 2008), se tomó como un tipo de rotación–tratamiento–distinto, para efectos de esta investigación (Cuadro 1).
En cada campo de cultivo con una rotación específica, se establecieron al azar 4 unidades experimentales de 10 m2 (2x5 m), 15 días después de la siembra de frijol. Para el caso de la rotación frijol-frijol, solo se contó con 2 unidades experimentales.
Los frijolares donde se establecieron las unidades experimentales habían sido sembrados con el sistema a espeque, en el que se cuenta con 2 o 3 plantas por cada punto de siembra. La incidencia de amachamiento se determinó por puntos de siembra parcela y se evaluó cada 2 semanas, en las etapas de desarrollo vegetativo (V3 o V4), floración (R6) y llenado de vainas (R8).
Los datos de incidencia fueron transformados angularmente (arcsen raíz cuadrada de “y”) por estar expresados en porcentaje y presentar valores de cero en algunos casos (Hoshmand 1994). Luego se realizó el análisis de varianza (ANDEVA) con el software STATISCA 6.0 (StatSoft, Inc. 1984-2001), para determinar las diferencias estadísticas entre medias de los tratamientos. El experimento fue analizado como un diseño irrestricto al azar y las medias se separaron por la prueba de rangos múltiples de Duncan (p 0,05).
Para complementar el estudio anterior, durante diciembre del 2010, se llevó a cabo una observación de campo en una finca con antecedentes de alta incidencia de amachamiento, ubicada en Las Delicias de Pejibaye (N 09°06’; O 83°31’; 704 msnm), del cantón de Pérez Zeledón, San José. En esta finca estaban establecidas 3 parcelas de frijol de aproximadamente media hectárea cada una, como rotaciones con siembras previas de jengibre, tiquizque y maíz, respectivamente.
En cada parcela se evaluó la incidencia de amachamiento en plantas en estado de floración (R6)–estado fenológico que mejor correlaciona con las pérdidas causadas por A. besseyi (Chaves 2011, Chaves y Araya 2012). Para ello, se procedió a marcar un segmento de 3 m a lo largo de una hilera en 10 puntos de muestreo para cada parcela. Dichos puntos de muestreo se establecieron sistemáticamente de manera que abarcaran toda la parcela y fueran representativos del área en rotación. A los datos de evaluación se les aplicó la prueba de Chi-cuadrado para determinar diferencias entre rotaciones.
Resultados y discusión
La rotación de cultivos altera las propiedades biológicas, químicas y físicas de los suelos y es uno de los métodos más efectivos para reducir las pérdidas debidas a la ]]>
Se observó que durante la ]]>
picante-frijol dio como resultado una incidencia de amachamiento significativamente menor que la cuantificada para las rotaciones frijol-frijol, maíz-frijol o arroz-frijol (Cuadro 2) estas 2 últimas las que se emplean con mayor frecuencia en la región Brunca. La incidencia de amachamiento tras la rotación ayote-frijol presentó valores intermedios y no difirió estadísticamente de los ]]>
De las rotaciones estudiadas, los cultivos de maíz, arroz y frijol son hospedantes de A. besseyi (Fortuner y Orton 1975, Christie 1982, Prot 1992, Bridge et al. 2005, Barrantes 2006, Barrantes et al. 2006, Arauz 2011), lo que ]]>
se presentó en las rotaciones ayote-frijol y chile picante-frijol, ya que el ayote no es hospedante conocido (Barrantes 2006 y Fernández et al. 2002 y el chile picante no se considera hospedante de
A. besseyi en Costa Rica (Fernández et al. 2002); a pesar de que en Malasia, Hockland y Eng (1997) indicaron a Capsicum annuum L., cv. Longum como hospedante de este nematodo.
Según Barrantes (2006), señala, que el daño causado por
A. besseyi en frijol está altamente influenciado por el inóculo primario, como epidemiológicamente se desarrollan las enfermedades monocíclicas; pero en condiciones de campo el amachamiento presenta características intermedias entre una monocíclica y una policíclica. Por esta razón, la incidencia de la enfermedad se incrementó proporcionalmente en las etapas posteriores de desarrollo del cultivo (Cuadro 2). ]]>
Debido a lo anterior, en la etapa de floración (R6) las diferencias entre rotaciones fueron marcadas: la secuencia chile picante-frijol se diferenció por la virtual ausencia de la enfermedad en la plantación de frijol; un nivel intermedio de amachamiento se presentó en las rotaciones ayote-frijol y arroz-frijol, y la incidencia aumentó en las rotaciones maíz-frijol y frijol-frijol (Cuadro 2). La ]]>
En las evaluaciones realizadas durante la fase de llenado de vainas (R8), a diferencia de lo observado en las etapas fenológicas anteriores, la rotación chile picante-frijol mostró una incidencia baja de amachamiento, que ]]>
Cuadro 2). En esta fase fenológica la mayor incidencia de amachamiento se presentó en las rotaciones maíz-frijol y frijol-frijol.
Uno de los factores epidemiológicos a considerar cuando se planean rotaciones para reducir la población de nematodos fitoparásitos en el ]]>
A. besseyi sobrevive de una una época siembra a la siguiente en forma anhidrobiótica en residuos de cultivos susceptibles y en semillas de arroz hasta por 3 años (McGawley et al. 1984, Saeed y Roessner 1984, Prot 1992, Escuer y Bello 2000); además, puede parasitar plantas voluntarias, malezas poáceas y algunas asteráceas como
Melampodium divaricatum Rich. (Salas y Vargas 1984, Prot 1992, Escuer y Bello 2000, Barrantes 2006).
En la rotación chile picante-frijol, aunado a que el chile picante no se ha indicado como hospedante del nematodo en Costa Rica (Fernández et al. 2002), ]]>
Figura 1). Probablemente, esta condición redujo la cantidad de inóculo residual de A. besseyi, dado que el nematodo no sobrevive en suelo por largos períodos (Christie 1982, Escuer y Bello 2000), o bien sus ]]>
muchas ocasiones, el productor prepara el suelo antes de sembrar el chile picante, lo que puede incidir en la disminución de las poblaciones de A. besseyi por ]]>
Aphelenchoides decrecen significativamente después de arar el suelo.
Es importante resaltar que contiguo a la parcela donde se ubicaba la rotación chile picante-frijol, se estableció una plantación comercial de frijol en un campo previamente sembrado con maíz (Figura 2), donde se presentó alta incidencia de amachamiento y se corroboró la efectividad de la rotación con chile picante y la preparación de suelo para aminorar el daño por A. besseyi en el cultivo siguiente (frijol).
La rotación ayote-frijol presentó en general una incidencia intermedia de amachamiento (Cuadro 2); lo que pudo deberse probablemente a la gran cantidad de rastrojos de malezas, en su mayoría poáceas, y del cultivo anterior cuando se sembró el frijol (Figura 3). Esta condición favoreció la supervivencia de A. besseyi, a pesar de que el ayote no es hospedante del mismo (Barrantes 2006 y Fernández et al. 2002). Por lo tanto, para mejorar la efectividad de esta secuencia, se debe realizar un combate más estricto de malezas poáceas durante el ciclo de ayote, con el fin de reducir la capacidad de sobrevivencia del nematodo en residuos y su posterior diseminación al cultivo de frijol.
La rotación arroz-frijol resultó en una incidencia intermedia de amachamiento en frijol con respecto a las rotaciones maíz-frijol y frijol-frijol, que fueron las de mayor incidencia (Cuadro 2). A pesar de que los 3 cultivos sembrados previamente al frijol son hospedantes conocidos de A. besseyi (Christie 1982, Salas y Vargas 1984, Prot 1992, Barrantes 2006, Barrantes et al. 2006, Arauz 2011), la diferencia pudo deberse a la cantidad de nematodos presentes en los rastrojos antes de la siembra (Figuras 4 y 5), que cumple la función de inóculo primario y por lo tanto podría regular el nivel de incidencia de amachamiento en el frijol. Al respecto, Barrantes (2006), encontró en sus investigaciones que en 10 g de follaje de frijol, en promedio, se contabilizaron 350 nematodos, mientras que en la misma cantidad de follaje de arroz, solo se cuantificaron 16 individuos; lo que demuestra que los residuos de frijol son reservorios más efectivos del nematodo. En cuanto a maíz, McSorley y Frederick (1999) encontraron en sus investigaciones que en suelos donde se agregaron rastrojos de maíz como enmienda orgánica, las poblaciones de nematodos fungívoros, como los del género Aphelenchoides, fueron favorecidas con respecto al suelo sin rastrojos.
En cuanto a la observación de campo realizada en 3 parcelas comerciales ubicadas en Las Delicias de Pejibaye, Pérez Zeledón, las rotaciones jengibre-frijol y tiquizque-frijol dieron como resultado durante la etapa de floración, una incidencia de amachamiento de 4 y 5%, respectivamente; mientras que la rotación maíz-frijol alcanzó el 25%, nivel de enfermedad entre 5 y 6 veces mayor que el obtenido en las otras 2 rotaciones. Mediante la prueba de Chi-cuadrado se detectaron diferencias estadísticas entre rotaciones. Debido a que el jengibre y el tiquizque no son hospedantes de A. besseyi, y a que la siembra de ambos se realiza en suelo preparado, las poblaciones del nematodo en el terreno probablemente se redujeron considerablemente, en concordancia con lo expresado por Agrios (2005), Brmež et al. (2006) y Arauz (2011). Otro aspecto importante que se notó durante la observación de campo fue la distribución diferencial de la enfermedad, mientras que en las rotaciones tiquizque-frijol y jengibre-frijol solo se presentaron focos aislados de la enfermedad en la rotación maíz-frijol, las plantas de frijol con amachamiento se encontraban distribuidas al azar en toda el área de cultivo. Este es un aspecto importante de considerar para el manejo de la enfermedad, ya que la eliminación temprana de focos con plantas enfermas podría ser una medida complementaria para el combate de este patógeno en frijol.
En términos generales se puede afirmar que las rotaciones más empleadas por los productores de frijol en la región Brunca, maíz-frijol y arroz-frijol, favorecen la sobrevivencia del patógeno en campo y la incidencia del amachamiento en frijol. Probablemente esta práctica ha incidido significativamente en el aumento de la incidencia del amachamiento en la zona durante los últimos 20 años. A pesar de esto, en el caso de la rotación maíz-frijol existe un factor de tradición y de manejo agronómico que hace difícil cambiar esa secuencia de cultivos en la región Brunca. Al ubicarse la mayoría de las siembras en terrenos con altas pendientes, se emplea la caña de maíz como cobertura para disminuir efecto de la erosión por lluvia y reducir el salpique, una de las principales medidas de combate cultural para manejar la mustia hilachosa [Thanatephorus cucumeris (Frank) Donk], otra de la enfermedades limitantes del cultivo (Galvez et al. 1994, Araya y Hernández 2003).
Conclusiones
Debido a la situación señalada y a que los plaguicidas que se podrían emplear con éxito en el combate de A. besseyi, como oxamil, son altamente dañinos para el ambiente y tóxicos para el ser humano (Jagdale y Grewal 2002, Yen et al. 2007), el manejo del amachamiento se torna un problema complejo. Por esta razón, para un manejo integrado del amachamiento se deben implementar medidas complementarias como la rotación con cultivos no hospedantes, manejo de malezas y preparación de suelo en los casos en que la pendiente del terreno lo permita.
Los datos obtenidos en el ensayo demuestran que la rotación chile picante-frijol es una opción viable y de interés económico para disminuir la incidencia de amachamiento en la región Brunca y que la rotación ayote-frijol también podría ofrecer resultados positivos. Por otro lado, la observación de campo permitió determinar que la siembra de jengibre o tiquizque en el ciclo de cultivo previo a frijol, es una opción para reducir la incidencia del amachamiento y manejar de mejor forma las poblaciones del nematodo.
La reducción de las poblaciones de nematodos patógenos de suelo como los de los géneros Meloidogyne y Pratylenchus, se puede lograr al separar las siembras de frijol cada 2 o 3 años (Abawi y Varón de Agudelo 1994); sin embargo, esta práctica no sería viable en el caso de estudio y en las condiciones Costa Rica. Por el contrario, los resultados de este trabajo demostraron que las rotaciones que reducen la incidencia del amachamiento en frijol se ajustan a la práctica común del agricultor y cumplen con el principio básico de la rotación de cultivos para el manejo de nematodos, que es reducir la población inicial de especies dañinas a niveles que permitan al cultivo susceptible siguiente establecerse y producir aceptablemente (Bridge 1996).
Agradecimientos ]]>
Se agradece a los señores Adalberto Morera, Francisco Vega, Jorge Fernández y Marvin Mora, por ceder sus plantaciones comerciales de frijol para realizar esta investigación.
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*Correspondencia: Néstor Felipe Chaves: Autor para correspondencia. Correo electrónico: nfchaves@gmail.com/ Programa de Leguminosas, Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit, Universidad de Costa Rica. Alajuela, Costa Rica. Carlos Manuel Araya: Laboratorio de Fitopatología, Escuela de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional. Heredia, Costa Rica. 1 Autor para correspondencia. Correo electrónico: nfchaves@gmail.com 2 Programa de Leguminosas, Estación Experimental Agrícola Fabio Baudrit, Universidad de Costa Rica. Alajuela, Costa Rica. 3 Laboratorio de Fitopatología, Escuela de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional. Heredia, Costa Rica.
Recibido: 29/05/12 Aceptado: 05/09/12
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