Nematodos fitoparásitos: una plaga mundial

 

Presentado por: Ing Agr Jorgelina Lezaun – Agribusiness & Marketing Consultant South America Region April 2016

Jorgelina.lezaun@gmail.com

 

¿Cuál es el impacto económico de los “Nematodos fitoparásitos ?


Algunas especies de nematodos atacan y parasitan animales y al hombre y pueden causar distintas enfermedades. El resto, según sus hábitos alimentarios se pueden clasificar en varios grupos tróficos: saprófagos, omnívoros, depredadores, y parásitos de plantas. Aunque todos ellos pueden ejercer cierto impacto en la producción agrícola, los “nematodos fitoparásitos” constituyen el grupo más importante por su acción patogénica. 

El problema con los nematodos se ha incrementado especialmente en soja. Hasta hace unos años, la principal preocupación en soja estaba en relación con el nematodo de la agalla (Meloidogyne spp) y el nematodo del quiste de la soja (Heterodera glycines). En caso de Heterodera glycines “nematodo del quiste de la soja (NQS)” ha provocado pérdidas de rendimiento que llegan hasta un 80% y el área afectada por esta plaga en la región sojera núcleo de Argentina  incluye aproximadamente 1,5 millón/has.

En EEUU y Brasil también se mencionan pérdidas de rendimiento del orden del 30%

Actualmente, el nematodo de las lesiones de las raíces (Pratylenchus brachyurus) también está extendida y su manejo es complicado. 

Los nematodos tienen un alto impacto económico, por causar un daño a los cultivos estimado en US$ 100 billones cada año, de ahí que existe una creciente necesidad de un control efectivo”. (VI Congreso Internacional de Nematología Sudáfrica Monheim, 16 de Mayo de 2014)

Las pérdidas de cosecha anuales estimadas debidas a nematodos parásitos de plantas en la producción agrícola mundial se aproxima al 11 al 14%. (ISSN 0568-3076 agron. 20(1): 38 - 50, 2012 ). 

 

¿Cómo se identifican los nematodos fitoparásitos?

 

Los nematodos están definidos como animales filiformes con cuerpo sin segmentos y cubiertos de una cutícula hialina, marcada por estrías u otras marcas. 

La mayoría de ellos son microscópicos y miden entre 300 y 1000 μm de largo y entre 15 y 35 μm de ancho.

Son redondeados en sección transversal, con boca, sin extremidades u otros apéndices.Guzmán et al, (2009), translúcidos e incoloros, carecen de aparato respiratorio y circulatorio. 

Los que afectan a las plantas -“fítoparásitos”- poseen simetría bilateral y una estructura llamada estilete en la parte anterior del cuerpo.

El estilete es una estructura protráctil (que puede extenderse hacia afuera) y hueca que le permite al nematodo penetrar la raíz, así como  perforar las células vegetales y extraer los nutrientes. Además, produce heridas,  lo que facilita la entrada de hongos y bacterias causando enfermedades (Guzmán et al, 2009) como podredumbre de la raíz y marchitamientos vasculares.

Aunque los nematodos sobreviven en casi todos los hábitats, son esencialmente acuáticos. 

Las especies Heterodera, Melodoigyne, Nacobbus presentan dimorfismo sexual.

Morfología de nematodos fitoparásitos. a) Aspecto filiforme de los nematodos fitoparásitos (Pratylenchus); b) Formas globosas, hembras de Meloidogyne.Fuente:

http://www.interempresas.net/Horticola/Articulos/133376-Gestion-de-nematodos-fitoparasitos.html

 

La temperatura del suelo, el grado de humedad y de aireación afecta al movimiento y supervivencia de los nematodos en el suelo. 

Aparecen en mayor abundancia en el nivel del suelo comprendido entre 15 y 30 cm. 

La distribución de los nematodos en los suelos cultivados es usualmente irregular y es mayor en o alrededor de las raíces de las plantas susceptibles que en ocasiones alcanzan profundidades considerables (30-150 cm o más). 

La mayor concentración de nematodos en la región de las raíces se debe a su mayor tasa de reproducción por la disponibilidad continua del alimento y también a un proceso de atracción de los nematodos por determinadas sustancias liberadas en la rizosfera.

La dispersión de los nematodos a través del suelo por sus propios medios es lenta y muy limitada, de tal forma que la distancia máxima cubierta por un nematodo probablemente no excede unos pocos metros por estación. Dentro del suelo se mueven más rápidamente cuando los poros están recubiertos por una fina película de agua (de pocas mm de espesor) que cuando el suelo está totalmente saturado de agua. Además de por su propio movimiento, los nematodos se dispersan también fácilmente por cualquier medio que mueva y pueda transportar las partículas de suelo. 

La maquinaria agrícola, irrigación, aguas de drenaje o inundaciones, patas de animales, pájaros y tormentas de polvo dispersan a los nematodos en áreas locales, mientras que en grandes distancias los nematodos se dispersan primariamente con los productos de las explotaciones agrícolas y las plantas de vivero.

¿Cuáles son las etapas de su ciclo biológico?


El ciclo vital de la mayoría de los nematodos patógenos de plantas transcurre en el suelo. 

Meloidogyne spp. tarda aproximadamente tres a cuatro semanas en el verano y en invierno este período se puede extender hasta siete semanas. La duración del ciclo de vida es dependiente de la temperatura y aumenta a medida que la temperatura del suelo disminuye.

Además, la susceptibilidad del hospedante y la especie de nematodo involucrada en la interacción son factores importantes.

Muchos nematodos viven libremente en el suelo, alimentándose de las raíces y tallos subterráneos, pero incluso en los parásitos especializados sedentarios, los huevos, las edades juveniles preparasíticas y los machos se encuentran en el suelo durante toda o parte de su vida. 

“Meloidogyne spp” Nematodo de las agallas pasa por cuatro estadios juveniles antes de convertirse en adulto. 

La primera muda o cambio de cutícula se produce en el interior del huevo. 

En la segunda etapa juvenil se produce la eclosión del huevo y se va al suelo o penetra directamente en una raíz. En esta etapa miden aproximadamente 0,3 a 0,5 mm y pueden variar con la especie de Meloidogyne. 

La segunda etapa es la forma infectiva del nematodo de las agallas que se mueve a través de las partículas del suelo y va a las raíces de las plantas huéspedes. 

Por lo general la penetra la punta de la raíz y migra entre las células para establecer un sitio de alimentación. 

En este momento se convierte en un endoparásito sedentario. Las secreciones producidas por nematodos en la glándula esofágica estimulan la formación de células gigantes en la raíz, que proporcionan nutrientes para los nematodos. 

Los nematodos se incrementan rápidamente en tamaño y pasan por la muda convirtiéndose en 3ª y 4ª y pasan a adultos.

Una hembra produce durante el ciclo de vida cientos de huevos que pueden alcanzar más de 2000. Estos son depositados en masa fuera de las raíces en la superficie de las agallas que están atrapados y protegidos por un mucílago contra la desecación y otras condiciones adversas.

 

 

Los machos migran fuera de la raíz y no se alimentan.

La supervivencia de nematodos de las agallas y finalización de su ciclo de vida depende del exitoso crecimiento de la planta huésped y las condiciones ambientales. 

¿Qué factores biológicos, físicos y ambientales facilitan la aparición y evolución de la plaga?


El desarrollo de los nematodos en el suelo está influenciado por suelo impropiamente tratado por la humedad, la aireación  y temperatura del mismo, plantas en contacto con la tierra y material de propagación vegetativa infectado. 

Las condiciones favorables son: suelos ligeros con buena humedad y temperatura óptima 

de 25 a 30ºC son ideales para el crecimiento y desarrollo de Meloidogyne. 

Temperaturas inferiores a 15ºC o superiores a 33ºC interrumpen el desarrollo de las hembras que no llegan a completar su madurez.

Los nematodos foliares y del tallo son típicamente introducidos en el invernadero en los esquejes y plantas enraizadas; son más perjudiciales cuando los cultivos de invernadero son infectados al principio del ciclo de producción  debido al uso generalizado de los medios de cultivo sin suelo , se propagan por las herramientas y  la maquinaria agrícola manchadas por partículas de suelo contaminadas.

En el campo las enfermedades causadas por nematodos se suelen manifestar con producir síntomas característicos en el sistema radicular como agallas, lesiones necróticas en las raíces, proliferación de raíces secundarias y pobre crecimiento radicular, lo que se traduce en clorosis y en general plantas débiles con pobre crecimiento.

En cuanto a los síntomas causados por los nematodos que atacan partas aéreas, se observan manchas foliares, putrefacciones y distorsiones en cuello y bulbos, así como agallas en las flores. Necrosis del xilema y marchitez en plantas leñosas (CIA. 2006 ).

¿Cuáles son las alternativas del control y manejo de esta plaga?


La prevención es la mejor manera de controlar los patógenos del suelo, especialmente los nematodos. 

Es conveniente evitar la contaminación de lotes mediante la limpieza de máquinas e implementos con partículas de suelo adheridas a los neumáticos, herramientas y zapatos, y el uso de semillas procesadas sin partículas del suelo ya que se pueden propagar nematodos a zonas limpias.

El uso de fuertes chorros de agua para desinfectar es eficaz para prevenir la propagación de estos organismos.

Además, utilizar -si es necesario- plántulas libre de nematodos y evitar plantar en ocasiones de altas temperaturas y las precipitaciones.

Con respecto a métodos de control, tienen como objetivo principal reducir o mantener las densidades de población de nematodos en niveles bajos que no causen pérdidas económicas.

El límite de tolerancia y el umbral económico, dependen de las condiciones agronómicas y ambientales locales, por lo que el éxito de un sistema predictivo estará supeditado a la existencia de datos locales sobre las pérdidas causadas por estos patógenosTalavera, (2003). 

Una combinación de tratamientos biológicos y químicos es el enfoque más exitoso para un control eficaz de nematodos y se convierte en la clave para desarrollar una estrategia de Manejo Integrado de Plagas (MIP) en los cultivos. 

Es ideal asegurar el equilibrio biológico, integrando múltiples medidas de control, principalmente no químicas que preserven el ambiente y contribuyan a la sostenibilidad del modelo productivo.

El éxito dependerá de la selección y combinación adecuada de las tácticas que se adapten a cada situación. 

La elección de la estrategia correcta de manejo consiste es en primer lugar una oportuna toma de muestras del suelo para determinar qué nematodos (especies y razas) están presentes en el campo y controlar los niveles de población de estos parásitos. 

Las alternativas de manejo abarcan herramientas de control físico, control químico, control biológico y control cultural a través de rotación de cultivo, haciendo un manejo del suelo con nivel adecuado de materia orgánica, la cal y la fertilización equilibrada, evitando la compactación y el uso de cultivares de soja resistentes.

 

Entre las principales alternativas de control se encuentran: 

1- Control Físico.

Consiste en la utilización de algún agente físico como la temperatura, humedad, radiación solar, que resulten letales para los nematodos. 

El fundamento es que los nematodos sólo pueden desarrollarse y sobrevivir dentro de ciertos límites de intensidad de los factores físicos ambientales; más allá de los límites las condiciones resultan letales.

- Vapor: Es una tecnología muy cara, por lo que es usualmente aplicada a pequeñas áreas como invernaderos. Su uso para el manejo de nematodos en Argentina y Ecuador. (Salle y col.y Urbano)

- Solarización: Consiste en cubrir el suelo húmedo con plástico transparente y dejarlo expuesto al sol por varias semanas. La temperatura del suelo se eleva a niveles de 40-500C, letales para los fitonematodos. Ha mostrado resultados variables. En países con clima cálido, su combinación con otras tácticas de control ha sido exitosa. (Cuba).

- Inundación: Un alto contenido de agua limita las disponibilidades de oxígeno y reduce la actividad de los nematodos. En los campos inundados la materia orgánica sufre descomposición, desarrollándose sustancias letales, tales como el ácido butírico, propiónico y el sulfuro de hidrógeno, que actúan como verdaderos nematicidas. Se considera alternativa poco práctica. Su combinación con la aplicación de compost ha demostrado ser efectiva en el control de poblaciones de M. arenaria Es uno de los métodos más usados en áreas donde se cultivan berenjenas, tomates, fresas y pepinos, (Japón).

2- Control Cultural

Entre las principales prácticas culturales para el manejo de nematodos fitoparásitos se encuentran: rotación de cultivos, barbecho, cultivos trampas, cultivos de cobertura, enmiendas orgánicas, biofumigación, cultivares resistentes e injertos.

- Rotación de cultivos: La rotación de cultivos es una de las prácticas más importantes, eficiente y constituye la práctica más usada en la reducción de poblaciones de nematodos

Consiste en la plantación de cultivos sucesivos que son no-hospedantes, pobres hospedantes o cultivos trampas, para las plagas dianas. La rotación de cultivos con cultivos que no alojan un patógeno particular, tiene por objeto eliminar la totalidad o parte de estos organismos al restar su comida. 

En los casos de siembras consecutivas con plantas huésped, dos o tres años, en la misma zona donde hay incidencia de nematodos de las agallas-, puede haber una explosión en los niveles de población de estos organismos, invalidando así la zona de los cultivos subsiguientes. 

La rotación de cultivos es complicada para  M. incognita son más de 1000 especies conocidas de plantas huésped.

Por lo tanto, en las zonas infestadas con M. incognita sugiere la rotación con maní (Arachis sp.), Brachiaria (Brachiaria spp.), (Crotalaria spectabilis) y el ricino (Ricinus communis L.).

Su efectividad depende de la selección adecuada de la secuencia de cultivos a emplear, a partir de la identificación de especies y razas de nematodos presentes, así como sus niveles poblacionales.

- Barbecho: Consiste en dejar el suelo sin cultivar por un cierto período, principalmente durante los meses de primavera y verano, removiéndolo en forma periódica. 

- Cultivos trampa: Es una técnica muy útil para eliminar una parte de la población de nematodos endoparásitos sedentarios tales como Meloidogyne spp. Consiste en sembrar un hospedante susceptible, dejarlo crecer por un período de tiempo y eliminarlo antes de la formación de las masas de huevos, es importante eliminar y destruir todas las raíces antes de la siembra del siguiente cultivo.

- Cultivos de cobertura: Siembra de un cultivo no comercial, que a un nivel dado de madurez se incorpora al suelo como residuos verdes secos 

- Enmiendas de suelo: Las enmiendas orgánicas como el compost y residuos de cultivos pueden controlar patógenos del suelo. Con su adición aumentan considerablemente los enemigos naturales de los nematodos parásitos, lo cual reduce los niveles de infestación en forma satisfactoria

- Biofumigación: Se define como la acción de sustancias volátiles producidas por la degradación de la materia orgánica para el control de las plagas del suelo. Generalmente, cualquier material orgánico puede actuar como biofumigante dependiendo su actividad principalmente de la dosis y del método de aplicación. Su práctica está limitada por la adición de grandes cantidades de materia orgánica al suelo (>50 t ha-1), por la disponibilidad de la misma y los costos de transporte.

- Cultivares resistentes: El uso de cultivares resistentes ofrece ventajas para el manejo de nematodos en los sistemas de rotación ya que permite la inclusión de cultivos de mayor importancia económica para los productores.


Hasta el momento se han identificado numerosos genes de resistencia, entre ellos el más estudiado ha sido el gen Mi, que confiere resistencia a varias especies de nematodos formadores de agallas. 

Algunas variedades de soja resistentes a los nematodos del quiste en soja (NCS) han sido desarrolladas por la Embrapa y otras instituciones de investigación en Brasil y están disponibles para el productor, como cultivares BRS262 y BRS295RR resistentes a las razas 1 y 3 (EMBRAPA, 2008). Estos cultivares se han desarrollado utilizando herramientas biotecnológicas, junto con el Programa de Mejoramiento de Soja.


Foto A, síntomas da infestación de NCS en lotes de soja, Foto B, nematodos  Foto C huevos con alta resistencia a la desecación y deterioro. Fuente: Iowa State University, 2007

 

Embrapa Soja también ha desarrollado variedades de soja resistentes a ciertas razas de los nematodos de las agallas, como cultivares BRS282 y BRS256RR resistentes a M. incognita y M. javanica y el cultivar BRS260, M. resistentes y moderadamente resistente a M. javanica incognita (EMBRAPA, 2008). 

Actualmente, a través del uso de herramientas biotecnológicas, como marcadores moleculares, la construcción de diversas bibliotecas de ADNc, secuenciación y otros métodos, se buscan genes de resistencia específica.


Raíces infectadas con especies de nematoide Meloidogynespp. Foto A: indica masa de huevo formada , Foto B:  raíces de soja resistentes (B1) y susceptibles (B2) al ataque de nematoides formadores de agallas. Fuente: CDFA – California Departamento of Food and Agriculture, 2007

 

- Injertos: Consiste en usar patrones resistentes en cultivos anuales y perennes susceptibles para el control de patógenos del suelo 

 

3- Control Químico


Se utilizan nematicidas, fumigantes y no fumigantes. Los nematicidas fumigantes son en su mayoría compuestos que actúan en la fase gaseosa del suelo, eliminando gran parte de los organismos vivos, son fitotóxicos de efectos irreversibles por lo que deben aplicarse en pre-plantación, bien como gas inyectado o como productos precursores, que al descomponerse producen gas. Son tóxicos e impactantes al ambiente.

Los no fumigantes son, en su mayoría, organofosforados y carbamatos que afectan al sistema nervioso del nematodo, impidiendo su alimentación; no son fitotóxicos, por lo que pueden aplicarse una vez implantado el cultivo; su efecto es reversible, son menos agresivos con el ambiente, de fácil manipulación y algunos son sistémicos; no eliminan totalmente las poblaciones de nematodos, sino que las mantienen a niveles tolerables.

4-Control biológico

Abarca el fortalecimiento del control natural, la introducción de especies no nativas y el uso de plaguicidas derivados de animales, plantas, hongos, bacterias y virus para prevenir, repeler, eliminar o bien reducir el daño causado por las plagas.

Entre los principales grupos microbianos con potencialidades como agentes de control biológico de nematodos formadores de agallas se encuentran las bacterias y los hongos. 

Las raíces de maiz, soja, algodón y hortalizas son fuente atractiva de nutrientes para los nematodos. Existen productos para tratamiento de semillas que contienen la bacteria Bacillus firmus porque crea una barrera viva de protección de la raíz joven y limita la capacidad que el nematodo la alcance y le cause daños. Además las plantas crecen mejor durante toda la temporada de crecimiento y en general son más resistentes a los factores que causan stress como calor o sequía.

Además Pasteuria penetrans (Thorne) Sayre y Starr, Tsukamurella paurometabola (Steinhaus) cepa C924, el hongo Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson controlan un amplio rango de nematodos parásitos en una gran gama de cultivos. En este caso los nematodos son afectados en los estados juveniles y huevos. 

Utilizando P. chlamydosporia (Goddard) Zare y W. Gams (ex Verticillium chlamydosporium Goddard), con la cepa IMI SD 187 de P. chlamydosporia var. catenulata se ha logrado una tecnología de reproducción masiva, transferible para el desarrollo de otros hongos como ACB, el hongo Myrothecium verrucaria Ditm. y todos los productos (solubles y sólidos) resultados de su fermentación. 

Tambien se han mencionado el uso de Nematostáticos y sustancias que repelen a base de extractos naturales y fitofortificantes que hacen que la planta aumente su tamaño radicular y así supere el estrés producido por el ataque de nematodos presentes.

 

Fuentes principales:

  • EMBRAPA: Nematoide de galhas (Meloidogyne spp.) Autor(es): Waldir P. Dias ; Ricardo V. Abdelnoor ; Francismar C. Marcelino ; Alexandre Lima Nepomuceno ; João Flávio Veloso Silva 
  • EMBRAPA: Nematoide de cisto da soja (NCS) Autor(es): João Flávio Veloso Silva ; Francismar C. Marcelino ; Ricardo V. Abdelnoor ; Waldir P. Dias ; Alexandre Lima Nepomuceno 
  • APROSMAT Asociación de Productores de Semillas Matto Grosso 
  • UPTC Fitopatología Peña Sánchez, Páez Mendieta, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia 
  • PRINCIPALES NEMATODOS FITOPARÁSITOS Y SÍNTOMAS OCASIONADOS EN CULTIVOS DE IMPORTANCIA ECONÓMICA Óscar Adrián Guzmán Piedrahita*, Jairo Castaño Zapata**, Bernardo Villegas Estrada**
  • M.Sc., Profesor Auxiliar, Universidad de Caldas, Manizales, Colombia. Ref20(1): 38 - 50, 2012).
  • FAO Nicol, J. M.: "Important nematodes pests". En: Bread wheat: Improvement and production (Curtis, B. C.; Rajaram, S. y Gómez-Macpherson, H. Eds). FAO, Plant Production and Protection Series, 30: 345-366, 2002.
  • Nicol, J. M.: "Important nematodes pests". En: Bread wheat: Improvement and production (Curtis, B. C.; Rajaram, S. y Gómez-Macpherson, H. Eds). FAO, Plant Production and Protection Series, 30: 345-366, 2002.
  • Nicol, J. M.: "Important nematodes pests". En: Bread wheat: Improvement and production (Curtis, B. C.; Rajaram, S. y Gómez-Macpherson, H. Eds). FAO, Plant Production and Protection Series, 30: 345-366, 2002.
  • FAO Important nematodes pests". En: Bread wheat: Improvement and production (Curtis, B. C.; Rajaram, S. y Gómez-Macpherson, H. Eds). FAO, Plant Production and Protection Series, 30: 345-366, 2002.
  • American Phytopathological Society (APS) Nematoide das galhas Mitkowski, N.A. and G.S. Abawi. 2003. Nematoide das galhas. (Portuguese translation by E.A, Lopes, R. Dallemole-Giaretta, and B.S.Vieira, 2011. The Plant Health Instructor. DOI:10.1094/PHI-I-2011-03-29-01 Revised 201.
  • Academia Nacional de Agronomía y Veterinaria (ANAV) → Anales de la ANAV → 2007 Trabajos del tomo LXI.
  • El género Meloidogyne y su situación con respecto a la agricultura en la Argentina. Autores: Doucet, Marcelo E. | Lax, Paola 2007. 
  • INTA Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria y Faculttad Ciencias Agrarias de Balcarce (FCA) Resistencia genetica a Melodoigyne spp en papa M. Huarte, S. Capezzio y E.Chavez.
  • INTA Oliveros, Santa Fe Nematodo del Quiste de la SojaIngs. Agrs. Juan Carlos Gamundi, Marcelo Bodrero y M E Lago.