Manejo biológico del complejo acaro-bacteria-hongo en el cultivo del arroz en Colombia

El crecimiento del sector Arrocero,  ha sido el resultado de la convergencia de varios factores y tendencias globales que se deben resaltar. De un lado, la globalización de la economía ha traído consigo la adopción de nuevas estrategias de mercadeo entre regiones que inducen a la reducción de tarifas arancelarias y mayor flujo de productos. La población en centros urbanos viene creciendo a tasas sostenidas, lo cual resulta en la adaptación de modernos procesos, como por ejemplo, la búsqueda de alimentos listos para consumir, la demanda de alimentos con valores agregados (nutritivos, novedosos, agradables a los sentidos, inocuos y biofortificados), y un incremento en la demanda de Arroz en la dieta diaria. Lo anterior indica que en general los países disponen de un mercado “maduro” para recibir la oferta  Arrocera. Esto significa un reto para el sector de lograr cambios más pronunciados en los hábitos de consumo de  la población.

Adicionalmente, el acceso al mercado va a exhibir crecientes restricciones de orden sanitario y de inocuidad y trazabilidad, debido a la progresiva adopción de estándares de sanidad y calidad en las cadenas de comercialización de cereales, y a la preponderancia de regulaciones al comercio, que incluyen exigencias sobre la adopción de mejores prácticas de cultivo, así como el  cumplimiento de normas sanitarias y fitosanitarias para el ingreso de los Arroces a países de la región. Esto señala una serie de oportunidades para el país de incrementar su oferta exportable, y el reto de adecuar tecnológicamente su aparato productivo a estas exigencias para insertarse en el comercio internacional con éxito.

Sin embargo hay varios aspectos que impiden que los productos nacionales puedan ser competitivos en el mercado Internacional, el primero son la barreras fitosanitarias, ya que los insectos y los microorganismos (bacterias, hongos, virus, nematodos y los insectos plagas), además de generar pérdidas muy grandes a los agricultores por la reducción de rendimientos y calidad del cereal, se pueden constituir en barreras para las exportaciones colombianas, porque los países compradores tienen exigencias muy altas para proteger su agricultura de procesos de contaminación cruzada con patógenos que no son naturales en su ambiente, impidiendo la entrada a su país de nuestros productos. Uno de tales ajustes tecnológicos tendría que ser la reducción del uso de Agroquímicos en la protección de los cultivos, que en su conjunto conduce a elevar los niveles de residuos tóxicos en los productos, además de contribuir con cerca del 30% de los costos totales de producción en algunas especies. Como herramientas para lograr este objetivo se proponen en este esquema nuevas alternativas de Control Enfermedades y Plagas  con énfasis en el Manejo Biológico desarrollando otras alternativas más acordes con el medio ambiente.

En los últimos años y a nivel mundial, el uso del Control Biológico, como herramienta de Control de Insectos Plagas y de Enfermedades, se ha incorporado en programas de Manejo Integrado de Plagas y de Enfermedades (MIPE). La amplia distribución, selectividad y efectividad son factores que han permitido su auge como herramienta de control de Insectos Plagas y de Enfermedades y en la última década, proporcionando una alternativa de Control Económica y segura para el medio ambiente. Es así como se presentan varias alternativas de Manejo Integrado de Plagas y Enfermedades,  en los que se muestran controles con productos de Origen Biológico: Hongos, Bacterias, Virus y Nematodos,  para el control de insectos plagas, y formulaciones de Antagonistas Biológicos como son, algunas cepas de Trichoderma viridae, T. koninngii, T. lignorum, T. polisporum, T. hamatum. y T. harziamun, para el control de enfermedades causadas por hongos.  Para el control  de  Hemípteros (Chinches) y  Ácaros, Paecilomyces fumoso-roseus y Beauveria bassiana,  para el control de Homópteros o Afidos, Metarhizium anisopliae,  Ácaros del vaneamiento del Arroz Beauveria broniartii, Hirsutella sp, Entomophora sp y Paecilomyces fumoso-roseus y para el control de Lepidópteros o Mariposas Bacillus thuringiensis y el hongo Nomuraea rileyi  así  como para el control de nematodos el hongo Paecilomyces lilacinus,  también usado  como Solubilizador de Fósforo.

La tendencia actual a nivel mundial para el control de los problemas agrícolas apunta hacia la necesidad de evaluar otras alternativas, las cuales estén fundamentadas en el desarrollo de  productos de bajo perfil toxicológico, tendientes a minimizar los riesgos en todas las direcciones. Lo anterior se evidencia en que en los últimos años las multinacionales en la línea de Agroquímicos han centrado su interés en el desarrollo de moléculas a partir de fuentes naturales, esto fundamentado en la posibilidad de disminuir los problemas asociados con la persistencia y resistencia causada por los productos tradicionalmente usados. En los momentos actuales se ha presentado en el cultivo del Arroz en la mayoría de las zonas del mundo un problema sanitario debido a un complejo donde interviene el Acaro  del  Vaneamiento  (Steneotarsonemus spinki), El Añublo Bacteriano de la Panícula del Arroz causado por el complejo bacteriano  Burkholderia glumae,  Burkholderia gladioloi, Burkholderia plantari, Pseudomonas syringae, Pseudomonas fuscovagine y Pseudomonas avenae o Acidovorax aveane   anteriormente clasificadas como Pseudomonas spp  y el hongo  agente causal del El Anublo de la Vaina del Arroz (Sarocladium oryzae). A continuación trataremos cada uno de estos microorganismos y describiremos su problemática y sus  principales estrategias de Manejo y Control con énfasis en el Control Biológico.

El ácaro Blanco o del Vaneamiento del Arroz (Steneotarsonemus spinki), fue descrito por primera vez en 1967 (Smiley). Se ha reportado en República Dominicana, Haití, Cuba, Costa Rica, Nicaragua y Panamá en donde ha causado pérdidas hasta en un 60 %.En marzo del 2005 se registra su primera aparición en Colombia (en muy bajas poblaciones sin causar pérdidas económicas), en las zonas de Casanare. Existen varias especies de ácaros pertenecientes a los Tarsonémidos que se encuentran en el Arroz: Steneotarseonemus spinki, Steneotarseonemus furcates,  Steneotarseonemus spirifex.  

En Colombia se han identificado diferentes tarsonemidos, siendo la más importante S. spinki, que ocasiona daño directo al alimentarse de la vaina de la hoja y daño indirecto al inyectar toxinas a las células, produciendo deformaciones en el grano o “pico de loro”. S. spinki se puede encontrar asociado con el hongo Sarocladium oryzae (Sawada) y algunas bacterias, maximizando el daño al actuar en forma conjunta. En los primeros 60 días del cultivo las plantas no presentan síntomas visibles que indiquen la presencia del ácaro. Sin embargo durante la fase reproductiva del cultivo (60 a 90 días después de emergencia), se aprecian manchas de color marrón en las vainas de las hojas y cambio de color en las espiguillas (pasan de marrón claro a grisáceo y negro). No obstante, los daños no han sido bien definidos y también se reportan daños similares debido al ataque de algunos insectos y aplicaciones de herbicidas hormonales, así como vaneamiento por bajas temperaturas. El hábitat de preferencia es el interior de la vaina de la hoja bandera, aunque en Panamá se han observado en la tercera y cuarta vaina, mientras que en Cuba, se registra en la segunda y tercera vaina. Las mayores poblaciones del ácaro en el campo se encuentran en la etapa de emergencia de panícula a grano lechoso, cuando hay una traslocación intensiva de nutrientes. Las vainas de las hojas se deben desenrollar para observar los huevos, larvas y adultos que se encuentran en su interior. Según varios investigadores en el 2001, se han colectado ácaros tarsonemidos sobre la superficie de la cáscara del grano de arroz, aunque no existen evidencias de S. spinki se disemine a través de semillas. Otros investigadores en el 2000 encontraron  daños en hojas de plantas jóvenes que provenían posiblemente de semillas de plantas infestadas, lo que sugiere la posibilidad de diseminación del ácaro a través de semillas.

En República Dominicana y Corea el ácaro se detecto inicialmente en plantas de arroz que provenían de semilla importada de Asia. La diseminación del ácaro se produce trasladándose directamente de una planta de arroz a otra, a través del viento, por el agua de riego, maquinaria agrícola, herramientas, ropa y por insectos. Según las condiciones ambientales el ciclo puede durar de 5 a 12 días .Con temperaturas de 20, 24 y 34^oC, el ácaro tiene un ciclo de 12, 7.7 y 5 días respectivamente. Para su manejo y evitar su dispersión se sugiere evitar prácticas que causen estrés al cultivo como: Suelos compactados, aplicaciones tardías de herbicidas, Desbalance en la Fertilización, Mal manejo del agua y Mantener los lotes, caballones y canales de riego limpio de malezas gramíneas, las cuales son hospedantes del ácaro. No realizar aplicaciones innecesarias de plaguicidas. El control químico del ácaro se dificulta por la ubicación de este en el interior de las vainas de las hojas. Se debe eliminar los residuos de cosecha ya que son hospederos del ácaro. Para el control del ácaro no se han definido umbrales económicos de daño, por lo tanto se debe establecer un programa de monitoreo para conocer la presencia y niveles de daño. El control de S. spinki y S. oryzae está relacionado con el manejo del cultivo, ya que son plagas oportunistas que aprovechan los desbalances nutricionales y de sanidad del cultivo para colonizar las plantas de arroz. Experiencias en países como Republica Dominicana, Nicaragua y Costa Rica donde el ácaro ha sido una plaga importante indican que con adopción de mejores practicas agronómicas de cultivo como: Uso de semilla pura, métodos de siembra adecuados y aplicaciones correctas de herbicidas y fertilizantes, se disminuyen drásticamente los  niveles de daño del ácaro. Por lo tanto el manejo de esta plaga es en forma integrada, y por ello se recomiendan las siguientes medidas: Use semilla certificada, no utilizar Arroz paddy como semilla. Usar una densidad máxima de siembra de 150 Kg de semilla /ha, Se deben proteger los agentes del control biológico tales como: ácaros depredadores (Phytoseiidae) y hongos Entomopatógenos (Beauveria bassiana, Beauveria broniartii,  Paecelomyces fumoso-roseum, Hirsutella sp  Entomophora sp), ya que estos organismos se incrementan a partir del establecimiento del cultivo y producen una disminución importante de la plaga.

El Añublo Bacterial de la Panícula del Arroz es causado por las bacterias Burkholderia glumae, Burkholderia gladioloi, Burkholderia plantari, Pseudomonas syringae, Pseudomonas fuscovagine y Pseudomonas avenae o Acidovorax aveane   y su complejo anteriormente clasificada como Pseudomonas glumae. Esta especie hace parte de cuatro especies de bacterias reportadas en los años 80 por los doctores  Zeigler y Álvarez, y que estaban asociadas a afecciones causadas en la vaina de la hoja bandera y en la panícula del arroz. Los principales géneros asociados al ataque o manchado del grano son. Burkholderia glumae, , Pseudomonas fuscovagine, Pseudomonas avenae,  (Acidovorax avenae), Pseudomonas syringae. Hacia el año 2005 se reportaron en los cultivos de arroz de Panamá pérdidas por vaneamiento que superaban el 40%. Estas pérdidas se asociaron a la presencia del ácaro Steneotarsonemus spinki y el manejo se dirigió a tratar de disminuir sus poblaciones. Trabajos de diagnóstico realizados por el Dr. Rush de la Universidad de Louisiana reportaron que la bacteria Burkholderia glumae estaba presente en muestras de arroz que presentaban vaneamiento. El Añublo Bacteriano de la Panícula del Arroz, causada por Burkholderia glumae, ha aumentado su incidencia en los últimos años. Las causas de este cambio aun no han sido establecidas, pero se han formulado hipótesis como reciente introducción de cepas agresivas, y  mejores condiciones para el desarrollo de la enfermedad debidas al cambio climático. La presencia de esta bacteria ya se encuentra reportada en países como China, Corea, India, Filipinas, Tailandia, Estados Unidos, Panamá, Costa Rica, Republica Dominicana y Colombia. Dentro de las principales medidas de manejo y prevención de este complejo se tiene el área de capacitación,  uso de variedades tolerantes tales como Fedearroz 733 y Fedearroz Mocari,  Se debe hacer uso de semilla certificada,  y definir o establecer épocas de siembra, evitar el movimiento de semilla de costal en la zona, implementar el uso de baja densidades de siembra, evitar situaciones que  causen estrés a las plantas  y no usar productos químicos de manera indiscriminada

El anublo de la vaina del Arroz (Sarocladium oryzae (Sawada/Gams y Hawks) Acrocylindrum oryzae fue descrita por primera vez por Sawada en 1912 en Taiwan. En Colombia se reportó por primera vez en 1982,  en la variedad Cica 8, en condiciones de riego y secano, causando pérdidas del 26%. La intensidad de la enfermedad está altamente relacionada con agentes entomológicos: Acaro (Steneotarsonemus spinki), Chinche (Leptorisa acuta) y Barrenadores del tallo tipo ( Diatraea saccharalis (Fabricius). Según el Instituto de Investigaciones Agrícolas de Panamá (IDIAP), se ha determinado como agente causal el complejo S. spinki y el hongo Sarocladium oryzae, que se caracteriza por, manchas pardas en la vaina de la hojas, cuello de la panícula torcido, espiguillas vanas y negras con esterilidad, El ácaro al picar y succionar la savia produce granos vacíos, mientras que Sarocladium oryzae produce un endurecimiento de la vaina de la hoja bandera que con su estrechez dificulta la salida de la panícula, ya que el raquis de la espiguilla se ve forzado a retorcerse dentro de la vaina de la hoja. Se pueden encontrar panículas vanas sin afección del hongo, pero cuando están presentes ácaro y hongo se incrementa el daño. Dentro de las condiciones ambientales  que favorecen el ataque del patógeno tenemos la temperatura 20-25°C., humedad relativa 90%, altas densidades de siembra, deficiencias nutricionales altos y bajos niveles de N, el no control de malezas, ya que pueden servir como hospedantes alternos.

El uso de variedades tolerantes es una medida a implementar  y se debe evitar densidades de siembra muy altas y desequilibrios de nutrientes en el suelo. Siempre se debe usar en las siembras semilla certificada, pues el patógeno es  transmitido en el interior y exterior de la semilla.  Se debe evitar estrés por agua y se debe destruir todos los residuos de cosecha, incorporarndolos  para aumentar la materia orgánica en el suelo, emplear semilla de buena calidad libre del patógeno y un muy buen control de insectos asociados con la enfermedad como es el caso del Acaro del vaneamiento del Arroz (Steneotarsonemus spinki). Dentro de  las principales estrategias de control de los principales patógenos que atacan el arroz a saber Rhizoctonia solani, Sarocladium oryzae  y Gaeumannomyces graminis, se tiene que el tratamiento  con mezcla de cepas de los hongos Antagonistas  Trichoderma  spp y Gliocladium roseum, a razón de 1kg de hongo/tonelada de semilla, ha permitido el establecimiento de cultivos que han estado protegidos preventivamente contra el ataque de estos patógenos en especial en las etapas fenológicas del cultivo de mayor incidencia y severidad  de los mismos. La mezcla de cepas de estos hongos Trichoderma sp y Gliocladium sp., han garantizado la mayor efectividad de los tratamientos y los mejores controles. A partir de estos tratamiento se ha podido disparar los Mecanismos de Defensa de la Planta ( Resistencia Sistemica Inducida (ISR), así como la producción de Metabolitos Antibacterianos a partir de la producción de antibióticos naturales, por medio de antibiosis lo que ha ayudado al control desde etapas tempranas del ataque del complejo de bacterias que afectan el Arroz como es el caso de los géneros Burhkolderia glumae y Acaro  Steneotarsonemus spinki y los hongos Rhizotocnia solani, Sarocladium oryzae y Gaeumannomyces graminis.

Un punto muy importante está relacionado con la nutrición de la planta del cultivo de Arroz, ya que la sanidad está íntimamente ligada a la mayor o menor susceptibilidad de la planta al ataque Ácaros-Bacterias o Hongos. Dado los altos costos de los fertilizantes sea hace necesario encontrar otras alternativas de nutrición que complementen el suministro de nutrientes a la planta, no solo para disminuir costos sino que permita construir suelo a futuro. La tendencia creciente del precio de los fertilizantes y las consecuencias ambientales que trae aparejada la utilización de estos productos obliga a incrementar la eficiencia en el uso de estos recursos y/o buscar una alternativa sustentable. Existe un gran interés en la exploración de la diversidad de los microorganismos Fijadores de Nitrógeno y Solubilizadores de Fosforo y la posibilidad de la aplicación de otras prácticas de cultivo o alternativas complementarias. El uso de biofertilizantes mediante técnicas generalizadas de inoculación tiene la finalidad de mejorar el nivel nutricional del cultivo y minimizar el uso de fertilizantes minerales. Los géneros bacterianos Azospirillum  brasiliense, Azotobacter  chrocococcum , Bacillus subtilis, Bacillus  pumilis, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida,  Xanthonomas mantophilia, todas ellas Bacterias Promotoras de Crecimiento o Promoting Growth Rizobacterial Plant (PGRP), son considerados las más importantes géneros asociados a gramíneas, responsable de mejorar significativamente el crecimiento y rendimiento de numerosas especies cultivadas. Poseen como Mecanismos Directos la producción de Acido Giberelico, Acido Indalacetico, ACC Deaminasas, Compuestos Volátiles como Acetidione, Producción de Fitasa, Fijación de Nitrógeno y Solubilizacion de Fosforo. Estas Bacterias tienen como Mecanismos Indirectos  Sideróforos los cuales ayudan a Quelatar el Hierro (Fe) y compiten con las bacterias deletéreas. Dentro de los Mecanismo de Actividad disparan la Resistencia Sistémica inducida (ISR), activando las defensas Físicas y/o Químicas de un agente inductor o Elicitor  (Respuesta Bioquimica), generando resistencia a Virus, Bacterias, Hongos, Nematodos y algunos Insectos  Los resultados han mostrado que la inoculación con Azospirillium brasilense  y este grupo de bacterias  en el cultivo de Arroz, provoca cambios positivos del orden del 17-20% en la producción de biomasa aérea y radicular, entre un 15% al 25% en el rendimiento y produce modificaciones en las comunidades microbianas nativas en la Rizosfera y en la Endorriza.  

De acuerdo a los últimos estudios se puede concluir que la inoculación con bacterias PGRP en el cultivo de  Arroz es una  práctica sustentable, que debe ser tenida en cuenta para alcanzar los rendimientos potenciales de este cultivo, siendo la Biofertilización una alternativa viable que permite suplir a las plantas de los principales nutrientes ayudando a la  Fijación Biológica del Nitrógeno y a la Solubilizacion del Fosforo haciéndolo disponible para la planta de Arroz y disparando sus  Mecanimos de Defensa a través de la   Resistencia Sistemica Inducida. Este escrito está orientado a crear conciencia y alternativas que no perjudiquen el medio ambiente, que sean consecuentes con el desarrollo de las Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) y que sean una opción de Manejo Integrado de Plagas y de Enfermedades  a la vez que se convierta para los Arroceros como un objetivo para darle Valor Agregado a sus productos para comercializarlos a nivel Nacional e Internacional buscando nuevos nichos de mercado, mejorando la respuesta a un mercado que día a día está exigiendo productos libres de químicos, además de disminuir las pérdidas ocasionadas  por las enfermedades y plagas que atacan este sistema de producción, de tal forma que la productividad aumente así como la competitividad de la cadena. Por todo lo anteriormente mencionado se espera que en un mediano plazo que los productores de Arroz  apliquen cada día más los productos  Biológicos como alternativa de Control de Plagas y Enfermedades para establecer en nuestro país y en las Principales Regiones Arroceras y en un futuro en todos los países vecinos  unas Prácticas de Agricultura más Limpia y amigables con el medio ambiente. Un reciente panel de expertos Colombianos en el tema fitosanitario convocados en el marco de consolidación del Plan Nacional de Ciencia y Tecnología  en Julio-2008, estableció que de una gran diversidad de problemas sanitarios de los cultivos de  Arroz, los que exhiben en general un impacto mayor en la producción son: La Rhizoctoniasis,  El Virus de la Hoja Blanca, El Acaro del Vaneamiento de Arroz,  El Añublo Bacteriano de la Panícula,   El Añublo de La vaina, El Virus  del Entorchamiento y  Pudrición Basal o Mal de pie.

Otro punto a considerar  es que los productos químicos en general, inhiben reacciones enzimáticas indispensables para el crecimiento de los microorganismos, pero que debido a su uso excesivo los microorganismos han generado resistencias lo que ha conllevando al desarrollo de nuevas formulaciones, más fuertes, o al uso de las ya existentes en concentraciones más altas, perjudicando de manera considerable la salud de los consumidores y  la calidad del suelo, además de ser una práctica que va en contravía de la tendencia nacional e internacional de procurar una producción limpia y sostenible o en otras palabras cero trazas de agroquímicos, para así poder acceder a mercados especializados y con una tendencia creciente al consumo de productos limpios. Por lo anterior en esta conferencia les proponemos alternativas para el  Control del Complejo del Arroz Acaro- Bacteria- Hongo en  los principales sistemas de producción de Arroz  para contribuir a la mitigación de la Barrera Fitosanitaria enunciada como un área temática a resolver en el presente y a futuro en Colombia y en el mundo de cara al  Tratado de Libre Comercio que justo en este 15 de Mayo del 2012 entro en vigencia con EE.UU.