Manejo integrado de spodoptera frugiperda en el cultivo de arroz en Colombia

El gusano cogollero Spodoptera frugiperda, es una de los insectos dañinos más importantes desde el punto de vista económico en América, causando pérdidas sustanciales en maíz, sorgo, gramíneas forrajeras, arroz, algodón y cacahuete (Todd 1980, Vélez 1997, Santos et al. 2009, Cock et al. 2017).

S. frugiperda, es una de los insectos fitófagos más importantes en Colombia debido a la diversidad de plantas cultivadas y no cultivadas sobre las que puede alimentarse. Se registra como plaga de importancia económica en cultivos de maíz, sorgo, arroz, pastos, caña de azúcar y algunos cultivos de hoja en las zonas cálidas. Las larvas de este insecto son polifitófagas (Alvarez, 1991). El cogollero, se considera de importancia económica en el agro ecosistema arrocero

Este insecto se presenta en cultivos de arroz riego y secano mecanizado atacando plantas desde el estado inicial y actuando como especie fitófaga durante todas las etapas de desarrollo del cultivo, se considera como una plaga con un alto poder dañino (Weber, 1989; Vergara, 1991).

Las larvas son activas a cualquier hora del día y pueden atacar el follaje, pero además actúan como trozadoras. Las épocas de mayores riesgos coinciden con el estado de plántula, siendo importante en arroz secano al inicio de los períodos de lluvia, y en arroz de riego en épocas secas. El ataque de las larvas es importante hasta los 30 días de emergido el cultivo.

Se ha determinado que los dos últimos instares larvales de S. frugiperda, consumen el 90% del follaje, por lo que sus daños pueden ser llamativos, para tal efecto el nivel de daño de esta plaga es del 30% de hojas afectadas en la etapa de plántula y 40% de hojas afectadas en etapas posteriores hasta el inicio de la panícula (Vargas, 1991; Vergara, 1991).

Las perdidas en cultivos, costos de control y el impacto de insecticidas, lo convierten en un artrópodo limitante para la producción agrícola, lo cual genera un gran interés para el desarrollo de estudios que permitan entender su dinámica e implicaciones de manejo.

Daño.Consumen las hojas del arroz; cuando aparece temprano actúa como trozador de plantas, disminuyendo la población del arroz. La acción defoliadora es el daño más común de este insecto, además actúa como trozador de plántulas y puede atacar la panícula. El S. frugiperda ataca en el sistema de riego y secano (Cuevas y Pérez, 2018, Weber, 1989).

El riesgo de daño es mayor en la etapa de plántula. Las larvas pueden causar daño durante todo el período de desarrollo del cultivo. Las larvas pequeñas consumen la epidermis de la hoja y esta queda esqueletizada en apariencia. Las larvas de tercer a quinto instar consumen la hoja entera, excepto la vena central.

La defoliación reduce la capacidad fotosintética de la planta de arroz y por lo tanto se disminuyen los rendimientos. Sin embargo, cuando el daño se presenta en los estados iniciales, las plantas tienen la capacidad para compensar el daño al producir nuevos rebrotes. A partir del máximo macollamiento, las plantas pueden tolerar hasta cierto grado el daño a las hojas sin ninguna pérdida del rendimiento.

Muestreo. El muestreo es una herramienta de planificación del manejo integrado de insectos en los cultivos, que permite realizar una evaluación de las poblaciones de insectos fitófagos y determinar la magnitud de su daño. También puede ayudar a evaluar en qué proporción se encuentran los enemigos naturales respecto a los fitófagos, Pérez y Duque, 2012. El muestreo del cogollero, se realiza utilizando EL MANOJO O PUÑO que equivale a tomar en cada punto un manojo de plantas (en estados tempranos) o macollas (en estados avanzados) aleatoriamente. El recorrido del lote se realiza en W. Se distribuye un número equitativo de muestras por cada segmento de la W: se toman 6 puntos en la primera diagonal, 6 puntos en la segunda, 6 puntos en la tercera y 7 puntos en la cuarta diagonal para un total de 25 puntos de muestreo (6,6,6 y7). La incidencia de los daños de insectos como: Masticadores, Enrolladores y Minadores, se determina en forma visual de acuerdo a los síntomas producidos en la planta de arroz.

Muestreo secuencial aplicado a daño de Spodoptera frugiperda.Después de analizar los datos de daño por insectos, con el plan de muestreo secuencial se estimó el número de sitios con daño para cada insecto evaluado. Por ejemplo, para evaluar Spodoptera, en rango de área de 1-30 has, se requieren cuatro (4) sitios con daño superior al 30% AFA para declarar que el lote está afectado, 10 sitios en el rango 31-60 has, 18 para 61-90 has y 28 para lotes superiores a 90 has (Pérez y Cuasquer, 2018).

Hospederos alternos.Las larvas de S. frugiperda son polífagas. Se reportan más de 100 especies de plantas hospederas del gusano cogollero. Las larvas son polífagas, se alimentan de malezas gramíneas, cortaderas y de hoja ancha. Las malezas Echinochloa colonum y Eleusine indica son los hospederos más frecuentes.

Casmuz et al, 2010, realizaron revisión bibliográfica con la finalidad de actualizar los hospederos citados para Spodoptera frugiperda (J. E. Smith). La búsqueda de hospederos fue agrupada por zona y país. Para el norte del Continente Americano, se incluyeron las citas encontradas para EE.UU., México, América Central e islas del Caribe. En Sudamérica, se agruparon todos los países del cono sur, a excepción de la Argentina, la cual fue considerada por separado. Se encontraron un total de 186 hospederos, repartidos en 42 familias. Entre los hospederos más citados, el 35,5% perteneció a la familia Poaceae, el 11,3% a la familia Fabaceae, a la familia Solanaceae y Asteraceae un 4,3 % cada una, siguiéndoles las Rosaceae y Chenopodiaceae con un 3,7% cada una y, finalmente, las Brassicaceae y Cyperaceae con un 3,2%. Del total de plantas encontradas (186) el 64% se hallaron presentes en Norteamérica y Centroamérica, un 53% en Sudamérica y un 32% en Argentina. Las especies más citadas fueron (en orden decreciente) para Norteamérica: maíz, sorgo, maní, grama bermuda, caña de azúcar y arroz; para Sudamérica: maíz, arroz, sorgo, poroto, algodón y maní; y por último, en Argentina fueron: maíz, soja, algodón, alfalfa, tomate, lino, papa y sorgo. También se aporta información sobre su ciclo de vida, hábitos y comportamiento sobre los principales hospederos, migración y biotipos.

Fluctuación poblacional.El comportamiento poblacional de los insectos fitófagos, depende de la variedad sembrada, la edad del cultivo, los efectos de las condiciones ambientales y la acción de los agentes de control biológico presentes en cada localidad. Pérez y Saavedra, 2015, evaluaron la fluctuación poblacional de artrópodos en Montería y en la zona arrocera del bajo Sinú (la doctrina, Córdoba), en las variedades Fedearroz 2000, Fedearroz 473, Fedearroz 733 y Fedearroz Mocarí en parcelas de una hectárea cada una. Para ello tomaron muestras decadales de 50 pases dobles de jama por variedades, desde los 10 días de emergencia hasta los 80 días, por variedad. Los resultados indican que, las poblaciones de insectos fitófagos mostraron un comportamiento diferente de acuerdo a la localidad, la edad del cultivo y variedad de arroz sembrada en condiciones de riego.

El cogollero Spodoptera frugiperda, registró poblaciones desde los 10 días después de emergencia hasta los 70 dde. El grillo Conocephalus sp., registró poblaciones bajas desde los 10 dde y un incremento progresivo de la población a partir de los 60 dde, etapa de máximo macollamiento de las variedades; alcanzándose un máximo hacia los 70 dde, coincidiendo con el periodo de floración de los materiales evaluados. Las máximas poblaciones de Conocephalus sp se registraron en el genotipo Fedearroz 473 seguido por Fedearroz 2000.

Pérez, 2018, evaluó durante cinco (5) años la dinámica poblacional de artrópodos en variedades de arroz en Montería, Córdoba. Las poblaciones del cogollero registraron diferencias significativas en las variedades y años evaluados.

Control Etológico. Dentro del grupo de feromonas, los atrayentes sexuales emitidos por un sexo para llamar al opuesto a la cópula, constituyen las sustancias de mayor futuro para el control de insectos dañinos. En la actualidad existen productos comerciales que contienen estas feromonas, como una opción para el manejo integrado de S. frugiperda, alternativa eficiente para el manejo de este insecto, compatibles con el medio ambiente y enmarcados en los principios del Manejo Integrado de Insectos, para reducir el impacto ambiental por aplicaciones de insecticidas.

Investigaciones en control etológico para S. frugiperda en arroz.Se han realizado investigaciones en la localidad de Montería (Córdoba) con la feromona cis-7 dodecenyl-1- ol-acetato (Z-7-DDA) y cis-9 tetradecenyl-1-ol-acetato (Z-9-TDA), para la atracción de machos. La investigación se desarrolló, con el propósito de determinar la distribución y el número de trampas de feromona sexual en la reducción de la población de los machos de S. frugiperda y registrar el número de posturas en trampas de tela. Se evaluaron cuatro distribuciones de trampas de feromonas en un lote comercial de arroz riego en Montería (Córdoba), durante el semestre B del 2016 y el semestre A del 2017. Las disposiciones y cantidades de las trampas fueron 4 trampas ubicadas en cuadro en las orillas, 4 en cuadro centrado, 5 en equis y 9 en W. Cada tres días se contabilizó el número total de adultos machos y posturas en las trampas de feromona y tela respectivamente. Los resultados indican que se registraron diferencias en los días y la distribución de las trampas de feromona. El mayor número de capturas se presentó a los 3 días de instaladas las trampas en todas las disposiciones. En la disposición en W con 9 trampas, se alcanzó el mayor número de capturas de macho. En las trampas de tela el mayor número de posturas fue de 4. El porcentaje de Área Foliar Afectada al cultivo de arroz, osciló de 2.4 a 6.2% en la distribución de las trampas. El menor valor se registró en la disposición de cuadros centrados con un valor de 2.4%. Los resultados muestran las bondades del uso de la feromona para capturar, hacer seguimiento y control de las poblaciones del cogollero del arroz.

Varios autores reportan para América Latina y evidencian las bondades de esta feromona para establecer sistemas de seguimiento de S. frugiperda en campo. La revisión bibliográfica sugiere que es eficiente para atraer los diferentes biotipos de S. frugiperda reportados para Colombia; sin embargo, sería conveniente ratificarlo experimentalmente

El mayor número de capturas totales, se observó en la trampa con distribución en W, con 1944 adultos, seguido por la disposición en X que presentó 1124 capturas de macho. En cuadros a la distancia de 100 metros entre trampas se presentó la menor población de machos capturados, con un valor total de 506.

Esta eficiencia en las capturas con la feromona ChemTica coincide con los reportes de Brasil (Batista et al., 2006), Costa Rica (Andrade et al., 2000) y México (Malo, 2001). Los resultados con la marca Pherobank podría ser un caso de variación geográfica intraespecífica en la composición de la feromona de origen holandés, lo cual ha sido reportada por Andrade et al. (2000) en centro América y por Batista et al. (2006) en Brasil al utilizar feromonas estadounidenses y europeas.

Agudelo et al, 2010, al evaluar 3 marcas de feromonas para el cogollero en el cultivo de maíz, reportan que el total de capturas de machos adultos de S. frugiperda por tratamiento fue de 1.037 individuos con la marca ChemTica, 49 con Pherobank y 11 con el testigo. El promedio de capturas con la feromona ChemTica se mantuvo por encima de los 40 individuos por semana durante un mes, fecha a partir de la cual se redujo. La vida media de la feromona coincide con los reportes de la casa comercial a temperatura de 25 a 35°C (ChemTica, 2000).

Pérez et al, 2018, evaluaron la atracción de Spodoptera frugiperda (J. E.Smith) (Lepidoptera: Noctuidae), hacía cuatro arreglos espaciales de trampas de monitoreo conferomona sintética comercial ChemTica® en el cultivo de arroz (Oryza sativa). El estudio se desarrolló en Montería, Córdoba. Los arreglos espaciales consistieron en una, dos, cuatro y cinco trampas con feromona por hectárea y una trampa testigo sin feromona por hectárea. El monitoreo se efectuó cada tres días después de la siembra, registrando los adultos machos atraídos hasta los 30 días después del montaje. Se desarrolló un diseño de dos bloques completos al azar con tres repeticiones, bloqueando fecha de siembra y localidad. El análisis comparativo de Kruskal-Wallis, indicó que, efectivamente los datos provinieron de una misma población con un p<0.001, seguidamente, la prueba de comparación de Dunn, determinó que, las trampas sin feromona, presentan diferencias estadísticamente significativas respecto a los demás arreglos con un p<0.001, de lo cual, se infiere un efecto importante en la atracción de S. frugiperda debido a la feromona. El arreglo con cinco (5) feromonas por hectáreas capturó proporcionalmente mayor número de individuos, sin embargo, no se encontró diferencia estadística en la captura promedio por trampa de monitoreo con feromona. Además, se registraron picos de máxima captura de adultos de S. frugiperda, a los 6 y 26 días después de siembra del cultivo. Se concluye que, para el monitoreo, una feromona por hectárea, es efectiva para registrar la presencia del insecto en el cultivo de arroz.

Al capturar un gran número de individuos semanales se está bajando la infestación en los cultivos debido a que existe un número menor de machos en el entorno para copular con las hembras. Si no hay copula, no hay posturas y emergencia de larvas. Kuniyoshi (2002) registró menor presencia de larvas de S. frugiperda y H. zea en parcelas donde se instalaron trampas sexuales en comparación con los que no tenían.

Control biológico.En forma natural, el cogollero tiene una variada y abundante cantidad de agentes benéficos, representada por parasitoides, depredadores y entomopatógenos, que afectan tanto el estado de larva como la pupa. Sin embargo, la primera generación de S. frugiperda que se presenta en el estado de plántula es muy alta, ocurriendo infestaciones generalizadas, las cuales debido al desconocimiento de los aspectos bioecológicos del insecto y al manejo inadecuado que tradicionalmente realizan los agricultores, son controladas con insecticidas.

En la tabla 1, de los insectos de mayor importancia económica, Spodoptera frugiperda es el que más enemigos naturales registra, 20 en total, representados en 7 parasitoides, 7 depredadores, 3 hongos, una bacteria, un virus y un nematodo. Entre los parasitoides de larva se mencionan a Meteorus laphygmae, Euplectrus sp y Chelonus texanus. La avispa Telenomus remus actúa como parasitoide de huevo.

En los depredadores sobresalen la avispa Polybia eritrocefala, Polistes canadensis y el coccinellido Coleomegilla maculata. Atacando larva se señalan los entomopatógenos Nomuraea rileyi, Myiophagus verainicus, Bacillus thuringiensis y el nematodo Hexamermis sp.

La información sobre la fluctuación poblacional de las arañas en la Subregión del San JorgeSucre durante dos años consecutivos( 2001-2002 ) sobre arroz secano mecanizado, indica que éstas colonizan el cultivo desde el estado de plántula y a medida que sus presas poblan y aumentan dentro del cultivo, los arácnidos se incrementan progresivamente con dos picos poblacionales importantes a los 17 y 66 días después de emergencia (dde) con valores de 16.5 y 13 arañas en 10 pases dobles de jama (pdj) respectivamente; destacándose como los predadores naturales más constantes e incidentes en todos los muestreos realizados durante el desarrollo del cultivo, Saavedra 2002.

De esta manera, la población de larvas de las especies de lepidópteros especies Spodoptera frugiperda, Mocis sp. y Panoquina sp., no desarrollaron niveles de daño económico, ya que se constituyen en fuente de alimento esencial para el establecimiento, reproducción e incremento de las poblaciones de arañas en el cultivo de arroz. Nicholls y Altieri 1999, reportan que las poblaciones de Spodoptera litoralis, plaga de los manzanos en Israel, no llegaron niveles de daño económico en los árboles poblados por arañas

Vargas y Sánchez (1983), midiendo el control natural de algunas plagas sobre dos variedades de arroz, encontraron una mortalidad en larvas de S. frugiperda de 24,32 y 5,2% por N. rileyi en las variedades Cica 6 e IR-22, respectivamente.

Bustillo y Posada (1986), al determinar la patogenicidad de la cepa NRB1 de N. rileyi sobre larvas de tercer instar de S. frugiperda alimentadas con hojas de maíz en condiciones de laboratorio, registraron porcentajes de mortalidad de 40,9; 83,75 y 83 % para las concentraciones de 0,3; 3,1 y 30,6 respectivamente y no encontraron diferencias significativas entre las concentraciones de 3,1 y 30,6 conidias/mm² . Los mismos autores indican que el Tiempo Letal medio fue de 7,86 y 7,82 días para las concentraciones de 3,1 y 30,6 conidias/mm² respectivamente. La Cl50 fue de 0,87 conidias/mm² .

Boucias et al (1982), obtuvieron con una cepa virulenta de N.rileyi, 82% de mortalidad en larvas de segundo instar de S. frugiperda, expuestas a una concentración de 7500 conidias/mm² sobre dieta artificial. Pruebas de patogenicidad realizadas en condiciones de laboratorio con dos cepas del hongo M. anisopliae, aisladas de Ancognatha scarabaeoides Burmeister (C₁) y Zulia colombiana Lallemed (C₇), respectivamente, aplicadas sobre larvas de tercer instar de S. frugiperda en concentraciones de 2,7 x 10³ , 2,7 x 10⁶ y 1,78 x 10⁹ conidias/ml, registraron bajos porcentajes de mortalidad y diferencias significativas entre ellas; la Cepa C₁ resultó más virulenta con 20, 40 y 54% de mortalidad para las dosis evaluadas (GuarÍn y Mesa, 1987). Los mismos autores indican que las dos cepas no presentaron diferencias significativas en el número de días transcurridos desde la inoculación hasta la muerte de las larvas, variando de 2,44 días en la dosis de 2,7 x 10⁶ conidias/ml para la cepa C₇ hasta 3,55 días en la dosis de 1,78 x 10⁹ de la cepa C₁.

Al estimar la susceptibilidad de los instares larvales de S. frugiperda a la acción de la cepa C1 , se presentaron diferencias significativas entre el primero, segundo y cuarto instar, con respecto al tercero y quinto instar; el instar más susceptible fue el primero con 73% de mortalidad y el menos, el quinto con 40%; el porcentaje de mortalidad causado por el hongo M. anisopliae tiende a disminuir a medida que aumenta la edad de la larva (Guarín y Mesa, 1987 ).

Bajo condiciones de laboratorio se hicieron aspersiones del hongo N. rileyi e insecticidas selectivos sobre Spodoptera exigua (Hubner); los tratamientos con el hongo produjeron mortalidad de 50 y 76,6% en larvas de primer y cuarto instar respectivamente y 32.1% en larvas de quinto instar; el tratamiento de Bacillus thuringiensis produjo una mortalidad de 54,4% sobre larvas 13 días después del tratamiento (Goh, et al 1992).

Pérez y Vergara, 1997, evaluaron dos cepas de Beauveria bassiana aisladas de Mocis latipes (Guenee) y una pupa de un Noctuidae (especie no identificada), provenientes del Caribe Húmedo, sobre Spodoptera frugiperda (J.E. Smith). Se utilizaron larvas de tercer instar de 10 días de edad de una cría del insectario de la Coporación Para Investigaciones Biológicas (CIB) en Medellín. Las condiciones de temperatura fueron de 24° C + 3° C y 70 % de H.R. Se adoptó un diseño experimental completamente al azar con tres repeticiones. En cada tratamiento se utilizaron 10 larvas. Los hongos se evaluaron en concentraciones de 5,4 x10⁶ , 5,4 x 10 ⁷ y 5,4 x 10⁸ conidias/ml. Diariamente se adelantaron observaciones y se calcularon las respectivas CL 50 y TL 50, mediante análisis probits.

Los resultados demuestran que el aislamiento Bb 99, presentó 88,33% de mortalidad en concentración de 5,4 x 10⁸ conidias/ml. Su mortalidad promedia fue de 66,66% y su TL 50 de 3,33 días. Con base en estos resultados se puede afirmar de la existencia de un potencial de hongos entomopatógenos en la zona para el control de los insectos fitófagos de importancia económica en el Caribe Húmedo de Colombia.

Resistencia varietal. No se conocen variedades comerciales de arroz resistentes a S. frugiperda. Existen reportes de genotipos que inducen baja preferencia a la oviposición o que sufren poco daño del cogollero.

Variabilidad genética de S. frugiperda. Marín et al 2018, evaluaron la composición genética de estos biotipos, que afecta el manejo de la plaga. Para ello, se dispuso de una sub-muestra de 64 larvas, procedentes de cuatro subregiones agrícolas de Colombia: Valle del Río Magdalena (VGRM), Caribe Húmedo (CH), Valle del Río Cauca (VGRC) y la Orinoquía. Posteriormente, se evaluaron 4 protocolos de extracción de ADN, a partir de tejido de cabeza, tórax, abdomen y postabdomen. Se observó que el ADN que se extrajo del tejido de cabeza, exhibió la mejor calidad a nivel cuantitativo (absorbancias) y cualitativo (gel de calidad). Por lo cual, fue el protocolo seleccionado para la extracción de ADN, el cual fue utilizado para realizar la caracterización molecular de los biotipos de cogollero, mediante la técnica de Código de Barras del ADN, basada en la clonación del gen de la Citocromo Oxidasa I (COI). Esta aproximación metodológica, permitió garantizar la integridad y homogeneidad de la información del gen COI, y, la calidad del secuenciamiento. La secuencia del gen COI obtenida para los individuos analizados presentó numerosos polimorfismos asociados a maíz, arroz y, algodón. En este sentido, el conocimiento de la variabilidad genética de S. frugiperda, permitirá implementar estrategias de control específicos.

Manejo Integrado.Se deben implementar varias alternativas de control. El manejo agronómico del cultivo juega un papel fundamental. Las trampas de feromonas disminuyen la población de adultos machos. Las trampas de tul de color rojo atraen a las hembras para que coloque los huevos. Eliminar las malezas en los bordes y destruir los residuos de la cosecha anterior. El cogollero tiene buen parasitismo en larvas. Cuando se observen los primeros daños se puede inundar el lote, para disminuir población de larvas y daño a las plantas. Se debe realizar control oportuno, monitorear daños en las hojas y presencia de larvas. El Bacillus thuringiensis y los inhibidores de síntesis de quitina realizan buen control de larvas.

El Manejo Integrado de Insectos Fitófagos es el conjunto de prácticas agronómicas, ambientales con sentido técnico social y responsables, que combinan diversas estrategias basadas en la planificación y el conocimiento del entorno del cultivo, para mantener en equilibrio las poblaciones de los insectos, conservando el medio ambiente en un sistema productivo sostenible.

En el manejo integrado de S. frugiperda, las feromonas juegan un papel importante en el monitoreo. Ayudan a determinar la presencia de adultos, posible oviposición y emergencia de larvas. Deben combinarse con el monitoreo constante de larvas y daños en las plantas.

Se deben realizar muestreos para detectar los primeros brotes del cogollero y así disminuir los daños de la misma y los costos de control.