Obtención de la primera variedad argentina de mostaza india: SANTA CATALINA UNLP, para su utilización como biofumigante

Publicado el: 5/4/2021
Autor/es: Omar Salvador Perniola; Silvia Elena Chorzempa; Marco D’Amico; Sebastián Staltari; María del Carmen Molina; y Marta Mónica Astiz Gassó. Buenos Aires. Argentina
Resumen

En las últimas décadas, la mayor concientización de la sociedad sobre los efectos nocivos de los agroquímicos sobre la salud y el medio ambiente, ha generado cambios en algunos establecimientos hortícolas y florícolas del cinturón verde de Buenos Aires, que han incorporado otras estrategias de control de plagas, amigables con el medio ambiente, con la consecuente reducción en el uso de plaguicidas sintéticos. En este contexto, la biofumigación con mostaza india (Brassica juncea L. Czerniak) se presenta como una estrategia biológica eficaz para el control de plagas de suelo, que podría formar parte de un programa de manejo agroecológico de plagas. En nuestro país, hay registros de prácticas de biofumigación con recursos locales (principalmente, restos de cosecha de especies hortícolas brasicáceas), pero no existían desarrollos de cultivares con propósitos biofumigantes. Por este motivo, se realizó un proceso de selección masal y se obtuvo la variedad biofumigante SANTA CATALINA UNLP, que es el primer cultivar de mostaza india inscripto en el Registro Nacional de Cultivares del INASE.

La variedad de mostaza india SANTA CATALINA UNLP fue desarrollada para su utilización como biofumigante de suelos y sustratos en producciones hortícolas y florícolas. Dado que el proceso de selección se realizó en la localidad de Llavallol, conurbano bonaerense, este cultivar se adapta a las condiciones medioambientales del cinturón verde de Buenos Aires. Numerosas investigaciones realizadas durante el período de selección del cultivar, han demostrado que la biofumigación con esta variedad es eficaz para suprimir algunas especies de hongos fitopatógenos, reducir poblaciones de nematodos fitófagos y para inhibir la emergencia y el crecimiento de algunas malezas. También se demostró que la biofumigación con mostaza india no afecta al hongo antagonista Trichoderma spp. ni a los nematodos de vida libre del suelo (benéficos).

La variedad SANTA CATALINA UNLP fue desarrollada en el Instituto Fitotécnico de Santa Catalina, dependencia de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales de la Universidad Nacional de La Plata. Desde el año 2009 hasta el 2016 se realizó selección masal sobre una población mixta proveniente de un lote de semillas de mostaza india que ingresó al país procedente de la India, para ser comercializado como condimento. Se seleccionaron las plantas con mayor biomasa aérea y con menor incidencia y severidad de podredumbre negra o mancha en V (Xanthomonas campestris pv. campestris). Paralelamente se realizaron ensayos para evaluar su capacidad como biofumigante para el biocontrol de plagas agrícolas. En junio de 2017 fue multiplicada, verificándose la estabilidad de la variedad. En varios ensayos se observó que la biofumigación con mostaza india tuvo efecto supresor sobre el crecimiento de Fusarium graminearum cultivado in vitro. En otro trabajo se concluyó que la biofumigación redujo significativamente la cantidad de esclerocios de Sclerotium rolfsii. Los resultados obtenidos en varios ensayos mostraron que la técnica de biocontrol con el hongo antagonista Trichoderma spp. puede ser considerada compatible con la biofumigación con B. juncea. Además, el crecimiento del hongo benéfico Trichoderma spp. no fue afectado por la biofumigación con B. juncea. En otro ensayo se observó que la biofumigación con dosis bajas de B. juncea no inhibió el crecimiento in vitro de colonias de Azospirillum brasilense, bacteria rizosférica promotora del crecimiento vegetal. Con respecto al efecto de la biofumigación sobre las malezas, se observó reducción del crecimiento de varias especies de malezas: Anoda cristata (malva cimarrona), Picris echiodes, Portulaca oleracea (verdolaga), Digitaria sanguinalis (pasto de cuaresma) y Taraxacum officinalis (diente de león). También se determinó que la biofumigación con SANTA CATALINA UNLP incrementó la densidad de nematodos de vida libre y redujo la densidad de nematodos parásitos de plantas.


 

Novedad u originalidad local en el conocimiento

La desinfección de suelos es una práctica habitual en el cinturón verde de Buenos Aires, tanto en las producciones hortícolas como en las florícolas. Durante muchos años, la fumigación de suelos y sustratos con bromuro de metilo fue una práctica generalizada y de buenos resultados, para controlar malezas y otras plagas en las primeras etapas de los cultivos hortícolas, especialmente en producciones bajo invernáculo. Debido a la prohibición del uso del bromuro de metilo, a causa de su efecto nocivo sobre la capa de ozono (Methyl Bromide Technical Options Committee, 1994), se lo sustituyó gradualmente por algunos pesticidas sintéticos y, en menor medida, por otros métodos, como la solarización y la inyección de vapor de agua (Biaggi et al., 2011; Pizano, 2014). Es importante continuar con la búsqueda de nuevas alternativas para el manejo integrado de plagas, que sean eficaces y amigables con el medio ambiente.

Una de esas alternativas es la biofumigación con especies de la Familia Brassicaceae (brasicáceas), que puede definirse como el control de plagas y patógenos edáficos por medio de la incorporación en el suelo de ciertas especies de brasicáceas, que liberan diferentes tipos de isotiocianatos con actividad biocida, como resultado de la hidrólisis de los glucosinolatos contenidos en sus tejidos (Kirkegaard et al., 1993). Entre las especies de brasicáceas más estudiadas como biofumigantes se encuentra Brassica juncea L. Czerniak (mostaza india). El desarrollo de variedades de esta especie, adaptadas a las condiciones locales, representa un aporte al manejo agroecológico de plagas del suelo. En nuestro país hay registros de prácticas de biofumigación con recursos locales (principalmente, restos de cosecha de especies hortícolas brasicáceas), pero no existían desarrollos de cultivares con propósitos biofumigantes. Por este motivo, se realizó un proceso de selección masal y se obtuvo la variedad biofumigante SANTA CATALINA UNLP, que es el primer cultivar de mostaza india inscripto en el Registro Nacional de Cultivares del Instituto Nacional de Semillas (INASE).

Grado de relevancia

El control de plagas agrícolas mediante tácticas biológicas, entre las que se encuentra la biofumigación con mostaza india, es una de las herramientas del manejo integrado de plagas. En las últimas décadas, la mayor concientización de la sociedad sobre los efectos nocivos de los agroquímicos sobre la salud y el medio ambiente ha generado cambios en algunos establecimientos hortícolas y florícolas, que han incorporado otras estrategias de control de plagas amigables con el medio ambiente, reduciendo el uso de plaguicidas sintéticos o sustituyéndolos completamente, como en el caso de los productores orgánicos. Este cambio también fue debido, en nuestro país, al elevado costo de los pesticidas, que en muchos casos reduce notablemente los márgenes económicos o hace inviables los cultivos. Desde el punto de vista agroecológico, la práctica de la biofumigación con mostaza india presenta ventajas con respecto a los fumigantes de suelo sintéticos, como el metam sodio y el dazomet: es inocua para el agricultor que la ejecuta, no contamina el suelo ni deja residuos tóxicos para los cultivos que se implantan posteriormente; además, la incorporación de enmiendas biofumigantes mejora la estructura y la penetración del agua, aumenta el contenido de materia orgánica del suelo y reduce el encostramiento (Pung et al., 2008). Por otro lado, la biofumigación con mostaza india es una práctica de bajo costo económico y de fácil implementación por parte de los agricultores.

Grado de pertinencia

La variedad de mostaza india SANTA CATALINA UNLP fue desarrollada para su utilización como biofumigante de suelos y sustratos en producciones hortícolas y florícolas. Dado que el proceso de selección se realizó en la localidad de Llavallol, conurbano bonaerense, este cultivar se adapta a las condiciones medioambientales del cinturón verde de Buenos Aires.

Numerosas investigaciones realizadas durante el período de selección del cultivar han demostrado la eficacia de la biofumigación con mostaza india para suprimir algunas especies de hongos fitopatógenos, reducir poblaciones de nematodos fitófagos y para inhibir la emergencia y el crecimiento de algunas malezas. También se demostró que la biofumigación con mostaza india no afecta al hongo antagonista Trichoderma spp. ni a los nematodos de vida libre del suelo (benéficos) (Chorzempa et al., 2019; D’Amico et al., 2019; Perniola et. al., 2011 a; 2011 b; 2012; 2014; 2015; 2016 a; 2016 b; 2018; 2019).

La biofumigación con mostaza india debería formar parte de un programa de manejo integrado de plagas, en combinación con otras tácticas de control; su utilización por sí sola no generará, a mediano y largo plazo, los mismos resultados que los obtenidos cuando se la integra con otras estrategias culturales y biológicas. Requiere una mínima capacitación por parte de los agricultores para poder obtener los resultados deseados.

Grado de demanda

Los agentes demandantes del cultivar SANTA CATALINA UNLP estarían representados por los productores hortícolas y florícolas del cinturón verde de Buenos Aires, que requieren metodologías alternativas a las convencionales para la fumigación de suelos y sustratos, ya sea por búsqueda de tácticas agroecológicas, por requerimiento legal en el caso de las producciones orgánicas certificadas o por conveniencia económica en comparación con el uso de pesticidas sintéticos. En otros casos, por exigencias relacionadas con políticas medioambientales, algunos productores requieren adquirir este tipo de tecnologías para adecuarse a las normativas vigentes. Este es el caso de los quinteros del Parque Pereyra Iraola (PPI), en el cinturón hortícola de Buenos Aires, que realizaron una conversión productiva centrada en los principios de la agroecología, para poder permanecer en las tierras que ocupaban legalmente desde la expropiación del PPI por el gobierno provincial. A partir de 2004, los productores del PPI iniciaron las primeras experiencias en biofumigación con especies brasicáceas para el control de fitonematodos, con resultados alentadores (Bongiorno et al., 2009).

Desarrollo del producto

La variedad de mostaza india denominada SANTA CATALINA UNLP fue desarrollada en el Instituto Fitotécnico de Santa Catalina, dependencia de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales de la Universidad Nacional de La Plata, situado en la localidad de Llavallol, provincia de Buenos Aires (34°47'21,5"S; 58°26'48,5"O). Desde el año 2009 hasta el 2016 se realizó selección masal sobre una población mixta proveniente de un lote de semillas de mostaza india, que ingresó al país procedente de la India para ser comercializado como condimento. Se seleccionaron las plantas con mayor biomasa aérea y con menor incidencia y severidad de podredumbre negra o mancha en V (Xanthomonas campestris pv. campestris). Paralelamente se realizaron ensayos para evaluar su capacidad como biofumigante para el biocontrol de plagas agrícolas (Chorzempa et al., 2019; D’Amico et al., 2019; Perniola et. al., 2011 a; 2011 b; 2012; 2014; 2015; 2016 a; 2016 b; 2018; 2019). En junio de 2017 fue multiplicada, verificándose la estabilidad de la variedad.

Propósito agronómico de la variedad SANTA CATALINA UNLP

La variedad SANTA CATALINA UNLP fue seleccionada para su utilización como biofumigante. La biofumigación es el control de plagas y patógenos edáficos por medio de la incorporación en el suelo de ciertas especies de brasicáceas, que liberan diferentes tipos de isotiocianatos con actividad biocida, como resultado de la hidrólisis de los glucosinolatos contenidos en sus tejidos (Kirkegaard et al., 1993). Durante el proceso de biofumigación, los glucosinolatos presentes en los tejidos de las brasicáceas (Kjaer, 1976), se hidrolizan por la acción de la enzima mirosinasa produciendo diferentes tipos de isotiocianatos, con variable grado de toxicidad frente a diversos organismos (Molina-Vargas & Bentura-Castellanos, 2009). Según Gimsing y Kirkegaard (2009), la efectividad de la biofumigación se basa en lograr la máxima hidrólisis de los glucosinolatos presentes en el tejido vegetal, para generar altas concentraciones de isotiocianatos en el suelo después de su incorporación; esto es favorecido por una gran disrupción celular, la adición de agua y alta temperatura del suelo.

La biofumigación puede inhibir la emergencia y crecimiento de malezas (Norsworthy et al., 2005; Anderson et al., 2008; Boydston et al., 2008; 2011; Perniola et al., 2011 a; Webber et al., 2012; Perniola et al., 2016 a). También se ha demostrado la eficacia de esta técnica para reducir las poblaciones de nematodos (Pattison et al., 2003; Mitidieri et al., 2009) y hongos fitopatógenos (Kirkegaard et al., 1996; Iriarte et al., 2011; Perniola et al., 2012; 2014; Lafi et al., 2017). La efectividad del tratamiento biofumigante varía según el estadio fenológico de la mostaza. La mayoría de los estudios realizados en el tema, citan un buen efecto biofumigante en el período comprendido entre plena floración y fin de fructificación. La variedad SANTA CATALINA UNLP ha sido evaluada, con resultados satisfactorios, en el estadio de fructificación.

Resultados de los ensayos experimentales realizados para determinar la capacidad biofumigante de la variedad

En varios ensayos se observó que la biofumigación con mostaza india tuvo efecto supresor sobre el crecimiento de Fusarium graminearum cultivado in vitro (Perniola et al., 2011 b; 2012; 2014; 2015). En otro trabajo se concluyó que la biofumigación con 2,26 kg.m-2 de B. juncea redujo significativamente la cantidad de esclerocios de Sclerotium rolfsii (Chorzempa et al., 2019). Los resultados obtenidos en varios ensayos mostraron que la técnica de biocontrol con el hongo antagonista Trichoderma spp. puede ser considerada compatible con la biofumigación con B. juncea (Chorzempa et al., 2019; Perniola et al., 2014; 2015; 2016 b). El crecimiento del hongo benéfico Trichoderma spp. no fue afectado por la biofumigación con B. juncea. Además, la utilización combinada de Trichoderma spp. y la biofumigación con B. juncea, tuvo un efecto sinérgico sobre el control del crecimiento de F. graminearum (Perniola et al., 2014; 2015). En otro ensayo se observó que la biofumigación con dosis bajas de B. juncea no inhibió el crecimiento in vitro de colonias de Azospirillum brasilense, bacteria rizosférica promotora del crecimiento vegetal (Perniola et al., 2016 b).

Con respecto al efecto de la biofumigación con B. juncea sobre las malezas, se observó reducción del crecimiento de malezas (Perniola et al., 2011 a; 2016 a; 2018; 2019). En un ensayo in vitro se observó inhibición significativa de la germinación de las malezas Anoda cristata (malva cimarrona), Picris echiodes y Portulaca oleracea (verdolaga) (Perniola et al., 2016 a). En otro ensayo realizado en macetones, se observó que la dosis de 2,5 kg.m-2 de materia fresca redujo el número total de individuos de arvenses mono y dicotiledóneas, en particular de Digitaria sanguinalis (pasto de cuaresma), P. oleracea (verdolaga) y Taraxacum officinalis (diente de león) (Perniola et al., 2019). En condiciones de campo, la biofumigación con 2,26 kg.m-2 de materia fresca provocó una disminución del 83,4 % en el número de individuos de verdolaga y del 90,9 % en el peso seco total, con respecto al control (Perniola et al., 2018).

Con respecto al efecto de la biofumigación con B. juncea sobre los nematodos, la biofumigación con 2 kg.m-2 de materia fresca incrementó la densidad de nematodos de vida libre (D´Amico et al., 2019) y redujo la densidad de nematodos parásitos de plantas (D´Amico et al., inédito, 2020).

En un ensayo realizado en condiciones de campo se demostró que la biofumigación con 2,26 kg.m-2 de B. juncea incrementó la velocidad de emergencia y la cantidad de plántulas de lechuga (Lactuca sativa), sembrada después de practicar la biofumigación (Chorzempa et al., 2019). Es necesario continuar con la realización de ensayos experimentales, para determinar el espectro total de control de plagas de la variedad SANTA CATALINA UNLP.

Características fenotípicas de la variedad SANTA CATALINA UNLP

En la Figura 1 se observan detalles de la planta en distintos estadios fenológicos y en la Figura 2 una vista general de una parcela en plena floración. En la Tabla 1 se detallan los valores medios de algunos caracteres medidos en la variedad SANTA CATALINA UNLP (Unión Internacional para la Protección de las Obtenciones Vegetales, 2020).

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Información sobre el patentamiento/registro de la innovación o desarrollo
La variedad de mostaza india SANTA CATALINA UNLP fue inscripta en el Registro Nacional de Cultivares del Instituto Nacional de Semillas, Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca, el 27 de octubre de 2020, por Resolución Nº RESOL-2020-346- APN-INASE#MAGYP, con Nº de Registro: 19459.

Financiamiento
Proyecto de Investigación y Desarrollo: Alternativas de control biológico en programas de manejo integrado de plagas en cultivos agrícolas. Código de proyecto: A311, subsidiado por la Universidad Nacional de La Plata.

Perniola, Omar Salvador1; Chorzempa, Silvia Elena2; D’Amico, Marco1,2,3; Staltari, Sebastián1; Molina, María del Carmen1; Astiz Gassó, Marta Mónica1
1Instituto Fitotécnico de Santa Catalina, Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, Universidad Nacional de La Plata;  2Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Lomas de Zamora;  y 3Estación Experimental Gorina, Ministerio de Desarrollo Agrario de la Provincia de Buenos Aires.

Referencias bibliográficas

 
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