Empleo de hongos entomopatógenos en producción y protección integrada de cultivos
Artículo 3/3: Hongos entomopatógenos
Las diversas funciones de los HE, pueden tener una gran utilidad desde el punto de vista comercial si se desarrollan debidamente. En el campo de la protección de cultivos, aparte de su virulencia hacia artrópodos fitófagos, los HE pueden brindar cierto grado de protección a la planta frente a otros estreses, tanto bióticos como abióticos, lo que incluye mejora de la respuesta de la planta frente a microorganismos fitopatógenos y nematodos fitoparásitos, así como una mejor respuesta a otros estreses abióticos, de tipo nutricional, salino o térmico.
En la primera parte de la trilogía sobre los hongos entomopatógenos (HE) se abordaba su naturaleza y modo de acción, mientras que en la segunda , se centraba en su uso para el control de plagas y los factores más importantes que determinan su eficacia. En esta tercera parte, se dedica especial atención al empleo de HE en control integrado de plagas y en producción vegetal.
El empleo de HE en Control Integrado de Plagas se asocia a su compatibilidad con otros microorganismos entomopatógenos, con agentes entomófagos y con productos fitosanitarios de naturaleza química.
En general, los estudios realizados indican que existe una buena compatibilidad entre HE y productos fitosanitarios de origen químico, insecticidas, acaricidas, y herbicidas que, en muchos casos, puede traducirse incluso en sinergismo, lo que permite su empleo conjunto en north_east Programas de Control Integrado de Plagas . Posiblemente, la mayor precaución debe tomarse con el empleo de fungicidas, en cuyo caso, la secuencia y el intervalo de aplicación resultan fundamentales.
Los agentes entomófagos de control biológico pueden ser utilizados de forma conjunta con los HE en el control de plagas de insectos. Los estudios realizados indican que Beauveria sp. y Metarhizium sp., son compatibles con los principales grupos de parasitoides y depredadores en aplicaciones hipogeas y epigeas, con efecto general aditivo e incluso sinérgico.
Respecto a la compatibilidad de los HE con otros microorganismos entomopatógenos, Bacillus thuringiensis (Berliner) se presenta como un agente de control perfectamente compatible. La acción intestinal de la bacteria viene a debilitar al insecto, y a incrementar su susceptibilidad a los HE. Algo similar ocurre con los baculovirus, que también actúan por la vía digestiva. Sin embargo, el empleo conjunto de HE y nematodos entomoparásitos, que penetran por aperturas naturales del insecto como boca, ano y espiráculos, parecería menos justificado, aunque en general compatible.
Los micoinsecticidas se pueden aplicar con equipos de pulverización convencionales como formulaciones líquidas dirigidas al suelo, a la planta (follaje o madera) o gránulos generalmente dirigidos al suelo. Otra estrategia de aplicación es la denominada “lure and infect” o “atracción e infección” que consiste en atraer insectos a un cebo en un dispositivo tipo trampa, de entrada y salida, donde se impregnan con el micoinsectida y lo diseminan a otros insectos no tratados antes de la muerte.
La compatibilidad con otros agentes de control biológico y con productos químicos, así como su seguridad desde el punto de vista ecológico y medioambiental convierte a los HE en grandes aliados para el control integrado de plagas. Así, el desarrollo comercial de HE se encuentra en fase de crecimiento en la actualidad, si bien se ha visto lastrado por las limitaciones relacionadas con las exigencias de registro, así como los derivados de sus tiempos letales, si se comparan con sustancias químicas con efecto de choque.
Sin embargo, la reducción progresiva del número de sustancias químicas disponibles, la promoción creciente de la sostenibilidad agrícola, sin olvidar el mejor conocimiento de la respuesta de estos hongos a los factores ambientales, así como el perfeccionamiento de las tecnologías de producción y aplicación, han permitido un acceso creciente al mercado de estos microorganismos, que ya suponen un 7% de la cuota de mercado, con una tasa de crecimiento estable del 15% que dobla a la de los productos químicos de síntesis, e incluso, los nuevos north_east Reglamentos (UE) 2022/1438, 2022/1439, 2022/1440 y 2022/1441 de la Comisión Europea de 31 de agosto de 2022, podrían impulsar aún el desarrollo comercial de estos productos.
Hoy en día, existen en el mundo más de 30 formulaciones comerciales de HE, con 13 especies fúngicas diferentes, si bien el 80% de ellas pertenecen a Beauveria bassiana Bals. (Vuill) (Hypocreales: Clavicipitaceae), seguida en importancia por el género Metarhizium, con énfasis en M. anisopliae (Metch.) Sorok., M. robertsii (Metch.) Sorokin y M. brunneum (Petch) (Hypocreales: Clavicipitaceae) (Quesada-Moraga et al., 2020).
En octubre de 2022, el mercado de micoinsecticidas en España incluye cinco cepas de B. bassiana, ATCC 74040, GHA, 147, NPP111B005 y PPRI, materias activas de seis micoinsecticidas, la cepa Ma 43 de M. brunneum, la cepa Ve6 de Lecanicillium muscarium y la cepa Apopka 97 de Isaria fumosorosea, con opciones de formulaciones líquidas acuosas u oleosas y también sólidas.
Nuevos modos de acción y funciones ecológicas de los hongos entomopatógenos
Las funciones ecológicas de los HE descritas de forma más reciente proporcionan estrategias adicionales para su aplicación. Hasta finales del siglo XX, se daba por hecho que la presencia de los HE se restringía a los artrópodos y el medio terrestre, con la función única de la regulación natural de poblaciones de artrópodos. Sin embargo, las noticias sobre las relaciones de estos hongos con las plantas aumentaron con la llegada del siglo XXI, en especial su comportamiento endófito, lo que ha sido objeto de numerosas investigaciones para dilucidar la naturaleza, magnitud y extensión de esta nueva función ecológica.
Hasta la actualidad, se han descrito tres vías de asociación de los HE con las plantas: en la rizosfera, donde los exudados de las raíces y otros mecanismos contribuyen a que los HE persistan en el suelo durante periodos de tiempo más prolongados, en la filosfera, donde permanecen como epífitos, y por último como endófitos, en el interior de las propias plantas (Quesada-Moraga et al., 2019; Quesada Moraga, 2020).
Algunas especies de HE se comportan como endófitos de forma natural o artificial en tratamientos de suelo, semilla o planta, lo que proporciona nuevos enfoques en producción y protección de cultivos. De hecho, se han llevado a cabo varios estudios destinados a utilizar cepas de HE endófitas como agentes de control biológico contra barrenadores de tallo, raíz o madera, cuyo ciclo de vida críptico limita seriamente la eficacia de insecticidas químicos y otros métodos de control.
En comparación con los micoinsecticidas convencionales, el uso de HE como endófitos introducidos artificialmente tiene la ventaja de alcanzar al insecto fitófago dentro de la planta, así como de requerir menos concentraciones de inóculo, lo que reduce su impacto económico y ambiental. Además, el hongo endófito está protegido dentro de la planta frente a factores abióticos y bióticos que pueden limitar su eficacia en ambientes epigeos. También se ha demostrado la existencia de un efecto de HE endófitos sobre plagas de insectos masticadores y picadores-chupadores que se alimentan de los tejidos colonizados, una actividad que se suma a la debida al modo de acción estándar por contacto (Quesada-Moraga et al., 2019; 2020; Quesada-Moraga, 2020).
Nuevos estudios ponen de manifiesto la existencia de diferentes actividades de los HE por la vía de la ingestión, bien de conidios, bien de material vegetal colonizado endofíticamente. Respecto a la primera ruta, se ha descrito que los HE pueden matar al insecto sin necesidad de que se desarrolle el proceso de infección.
De hecho, se ha comprobado que la ingestión de conidios de Metarhizium sp. por estados inmaduros de mosquitos en el agua produce elevados niveles de expresión de genes relacionados con el estrés que pueden regular la actividad caspasa y conducir a la muerte celular y, en último término, a la del insecto.
Respecto a la segunda ruta, una vez los insectos han ingerido tejido vegetal colonizado por los HE, puede ocurrir una elevada mortalidad entre los fitófagos tras una posible reacción sistémica inducida por el propio HE, con un modo de acción doble, esto es, tanto por ingestión como por vía tegumentaria.
En el campo de la Producción Vegetal, se ha descrito que los HE también pueden contribuir a la promoción del crecimiento de las plantas cultivadas, con efectos como un mayor desarrollo del sistema radical, mejor nutrición, precocidad en su ciclo de desarrollo, mayor rendimiento o porte de la planta.
En consecuencia, la incorporación de los HE a los sistemas agrarios suscita un interés considerable no solo desde la perspectiva de la sanidad vegetal , sino como parte de una visión holística del ciclo de desarrollo del cultivo (Quesada-Moraga et al., 2019; 2020).
Bibliografía
- Quesada-Moraga, E, Rodríguez-Sánchez, A., Garrido-Jurado, I. 2019. Capítulo 8. Hongos Patógenos de Insectos como Endófitos. Pp 151-166. In “Micopatología de artrópodos: hongos entomopatógenos para ser usados como bioinsumos en el control microbiano de plagas”. López-Lastra, C. y Lecuona, Roberto Eduardo (eds.). Ediciones INTA, 2019. 263 pp. ISBN 978-987-521-975-5. CDD 632.9 Ediciones INTA, CABA. Argentina.
- Quesada-Moraga, E. 2020. Entomopathogenic fungi as endophytes: Their broader contribution to IPM and crop production. Biocontrol Science & Technology Biocontrol 30: 864–877. https://doi.org/10.1080/09583157.2020.1771279.
- Quesada-Moraga, E, Yousef-Yousef, M., Garrido-Jurado, I. 2020. Chapter 5. Advances in the use of entomopathogenic fungi as biopesticides in suppressing crop insect pests. In “Biopesticides for sustainable agriculture (ed. Prof Nick Birch & Prof Travis Glare)”. Burleigh Dodds Science Publishing Ediciones. Burleigh Dodds Science Publishing Ediciones pp 63-98. ISBN10 1786763567 ISBN13 9781786763563.