CONTROL BIOLÓGICO DEL VIÑEDO

FACTORES BIÓTICOS DEL AGROECOSISTEMA. CONTROL   BIOLÓGICO DE PLAGAS, ENFERMEDADES Y MALAS HIERBAS

           

 Control Biológico de Plagas

            Algunos organismos vivos que coexisten en el Agroecosistema con los cultivos y las plagas, juegan un papel esencial en el manejo de éstas de acuerdo al conocido como Control Biológico de Plagas (CBP). Antes de definirlo y conocer las diferentes estrategias con las que se puede llevar a cabo, es necesario definir los términos siguientes:

           

- Enemigo natural: es todo organismo que mata, reduce el potencial reproductor y/o de cualquier otro modo, reduce el número de individuos de las poblaciones de otro organismo.

- Depredador: es un organismo que ataca, mata y se alimenta de varios o muchos otros individuos (sus presas) a lo largo de su vida.

- Parásito: es un organismo que vive y se alimenta normalmente en un sólo huésped de mayor tamaño durante toda su vida, al que no suele llegar a matar. En el caso de los organismos que parasitan plagas el término se modifica por el de parasitoide por  diferir del concepto general anterior en los tres aspectos siguientes:

. Sólo los estados inmaduros viven sobre el huésped, siendo el adulto de vida libre.

. Parasitoide y huésped tienen, frecuentemente, tamaños similares.

. El parasitoide acaba matando al huésped, cuando alcanza la madurez.

            - Patógeno: es aquél microorganismo que provoca una enfermedad en el huésped, impidiendo que desarrolle con normalidad sus funciones fisiológicas.

Los enemigos naturales más importantes que intervienen en el CBP se recogen en la tabla siguiente:

PRINCIPALES GRUPOS DE ENEMIGOS NATURALES

à   Depredadores    Ø  Mamíferos    Ø  Aves    Ø  Reptiles    Ø  Moluscos    Ø  Anfibios    Ø  Peces    Ø  Arácnidos (y dentro de ellos, los ácaros)    Ø  Insectos à  Parasitoides    Ø  Insectos (fundamentalmente himenópteros y dípteros) à  Patógenos    Ø  Nematodos.    Ø  Hongos.    Ø  Bacteria.    Ø  Virus

CONTROL BIOLÓGICO DE PLAGAS

à Control biológico con macroorganismos    Ø Estrategia por conservación    Ø Estrategia Inoculativa o clásica    Ø Estrategia Inundativa à Lucha microbiológica

Desde un punto de vista científico y global, el término Control Biológico puede ser utilizado para denotar una de las mayores fuerzas ecológicas de la naturaleza: la regulación del número de organismos vivos mediante enemigos naturales, ya que todas las especies vivas se ven atacadas por enemigos naturales -depredadores, parásitos y enfermedades-, además de especies que compiten con ellas por recursos limitados.

            En sentido aplicado, se puede definir el CBP como la utilización de organismos vivos para reducir hasta niveles tolerables el daño causado por las plagas. Algunos autores incluyen dentro de esta definición otros métodos de control basados en aspectos biológicos. Es el caso del uso de variedades resistentes, empleo de feromonas o la lucha autocida. Sin embargo, hay especialistas en la materia que no están de acuerdo con ello. En este tema se establecerá la clasificación siguiente:

  Control biológico con macroorganismos

            Se entiende como tal, el control biológico efectuado mediante agentes vivos no incluidos dentro de la denominación genérica de microorganismos (se trata por tanto, de los parasitoides y los depredadores). Terminológicamente, es el tipo de control al que se suele hacer referencia cuando se habla de CBP. Se puede desarrollar siguiendo diferentes estrategias:

            - De conservación

Esta estrategia consiste en el manejo del ambiente para mejorar la eficacia de los enemigos naturales ya establecidos, proporcionándoles los requisitos que necesitan para su  supervivencia (huéspedes alternativos, alimento suplementario, refugios, etc.) y eliminando o mitigando en la medida de lo posible, los factores ambientales que les afectan negativamente (plaguicidas, ciertas prácticas culturales, etc.).

            - Inoculativa o Clásica

            La estrategia inoculativa o clásica, a veces también llamada de importación, consiste en la introducción deliberada de enemigos naturales exóticos en la zona donde está la plaga, con el objetivo de que se establezcan y diseminen para lograr un control a largo plazo.

            Tales programas son empleados fundamentalmente frente a plagas originarias de otras regiones geográficas y que accidentalmente llegaron y se establecieron en la zona donde ahora se quieren controlar. Cuando estas plagas llegaron, se encontraron con la ventaja de la ausencia de los enemigos naturales que mermaban sus poblaciones en sus regiones de origen.

            El correcto desarrollo de la estrategia de CBP inoculativa implica seguir  una serie de pasos:

- Selección de la especie plaga objetivo.

                        - Desarrollo de estudios preliminares sobre la plaga seleccionada.

- Selección de zonas de exploración.

- Selección de los enemigos naturales más prometedores.

- Búsqueda, recolección y transporte de los enemigos naturales seleccionados.

- Medidas de cuarentena.

                        - Determinación del rango de huéspedes alternativos de los enemigos naturales y predicción del impacto sobre el ecosistema al que se van a introducir.

                        - Liberación y establecimiento de los enemigos naturales.

                        - Determinación del nivel de eficacia de los enemigos naturales y establecimiento de un sistema de evaluación global del programa de CBP.

            - Inundativa

            La estrategia inundativa consiste en la recogida, cría masiva y suelta periódica en grandes números, del enemigo natural para conseguir un control de la plaga a muy corto plazo.

            En general, se recurre a la estrategia inundativa cuando la inoculativa no ha funcionado o no se espera que lo haga. En este caso, se pretende reforzar poblaciones de especies no presentes previamente (estrategia inundativa inoculativa), o sí, pero en densidad no suficiente como para lograr un control satisfactorio de la plaga (estrategia inundativa aumentativa).

  Lucha microbiológica

                        Todas las especies plaga padecen enfermedades causadas por microorganismos patógenos (incluyendo también los nematodos). Por tanto, todos estos microorganismos pueden ser empleados para su control.

            El control biológico mediante microorganismos se denomina también Lucha Microbiológica (LMB). En realidad, por tanto, no es sino un caso de CBP en el que el enemigo natural utilizado es un patógeno. No obstante, este hecho hace que aparezcan una serie de peculiaridades que recomiendan su análisis más particularizado.

            En la actualidad, su uso práctico se enfoca en dos sentidos:

- Reducción de las poblaciones de una plaga a largo plazo (estrategia inoculativa o estrategia de conservación).

- Utilización similar a plaguicidas para un control a corto plazo (estrategia inundativa).

Tal como se ha señalado más arriba, los principales grupos de patógenos que se están considerando en LMB son los nematodos, los hongos, las bacterias y los virus.

            El uso práctico de nematodos en la LMB está todavía muy restringido (a pesar de que en la naturaleza son abundantes los que están asociados a insectos y ácaros),  fundamentalmente por las dificultades de cría masiva y sus requerimientos de humedad para actuar. No obstante, en los últimos años, se están haciendo importantes progresos y son ya muchos los plaguicidas microbiológicos (se denomina así aquéllos en los que el agente causante de la acción sobre la plaga es un patógeno) que incorporan nematodos. Es el caso de los ya registrados en la vid, Steinernema feltiae frente a Thysanoptera y Heterorhabitis bacteriophaga, frente a Coleoptera de la familia Curculionidae.

            Los hongos fueron los primeros microorganismos que se aplicaron de forma práctica; sin embargo, todavía hoy en día es desconocido el potencial que presentan para ser utilizados en la LMB. En la actualidad, los hongos con mayor interés práctico están incluidos dentro del grupo de los Deuteromycotina (hongos imperfectos), destacando los géneros Beauveria, Metarhizium y Verticilium. Mención especial merece la especie B. bassiana, ya hoy día comercializada en España para la lucha frente a diversas plagas, aunque todavía no en el cultivo de la vid.

            De entre todos los microorganismos estudiados, el que ha presentado un mayor desarrollo práctico es la bacteria Bacillus thuringiensis, capaz de producir cristales de proteína, que pueden ser tóxicos para insectos. De ella, existen miles de aislados y algunos, se emplean ya de forma práctica frente a larvas de lepidópteros (en este caso, ya registrado en vid), dípteros y coleópteros. Mención especial merece el hecho del gran interés despertado por la inclusión en plantas transgénicas de los genes que codifican para tales proteínas. El resultado está siendo la obtención de variedades resistentes a lepidópteros, ya cultivadas en amplias zonas del mundo.

            En cuanto a los virus, destacan por sus posibilidades de uso práctico, los pertenecientes a la familia Baculoviridae con sus dos géneros Nucleopolyedrovirus y Granulovirus. Se han aislado cientos de baculovirus de especies de lepidópteros diversas y ya en la actualidad, en España, los hay comercializados frente a plagas diversas como el virus de la poliedrosis nuclear de Spodoptera exigua, el virus de la poliedrosis nuclear de Helicoverpa armigera y el virus de la granulosis de la carpocapsa para el control de Cydia pomonella. Es muy destacable la elevada selectividad de los virus patógenos de plagas, con las importantes repercusiones positivas que ello tiene en el contexto de la Gestión Integrada de Plagas (sobre todo, el respeto por todos los organismos vivos no objetivo de la lucha, entre ellos, los enemigos naturales).

Control biológico de enfermedades

 Concepto de Control Biológico de Enfermedades y modos de acción de los antagonistas

El Control Biológico de Enfermedades (CBE) se puede definir como la reducción de la densidad de inóculo o de las actividades inductoras de enfermedad de un patógeno, en estado activo o durmiente, por la acción de uno o más organismos. Como puede observarse, y tal como ocurría en CBP, siempre interviene un tercer elemento vivo (junto con el huésped y el patógeno), que se denomina antagonista.

Un antagonista definido en sentido amplio es un oponente o un adversario. En términos de control biológico, los antagonistas son agentes biológicos con potencial para interferir en cualquiera de los procesos vitales de los patógenos vegetales. Los antagonistas pueden pertenecer a una amplia gama de tipos de organismos: nematodos, hongos, bacterias, protozoos, virus, viroides y plantas. El término es equivalente al de enemigo natural, utilizado en el caso del CBP. Por su parte, el antagonismo es toda acción directa o indirecta ejercida por microorganismos que resulta en la reducción de la expresión de la enfermedad. La explotación del antagonismo por el ser humano consiste en una modificación cuidadosa del equilibrio biocenótico para el beneficio de la planta cultivada.

Un microorganismo antagonista puede presentar cinco modos de acción frente a un patógeno:

- Competencia: es la lucha de dos o más organismos por conseguir un sustrato que no es suficiente para todos ellos. La competencia puede ser por nutrientes (sobre todo hidratos de carbono), factores de crecimiento (como el agua) y/o espacio. La competencia por espacio sucede cuando un microorganismo cubre la superficie vegetal sin dejar que otro se desarrolle y suele ser importante en patógenos que penetran por heridas o que necesitan una concentración inicial de inóculo para penetrar. En este caso es importante la relación entre la velocidad de crecimiento del patógeno y la del antagonista.

- Antibiosis: se define como la inhibición del crecimiento o de las actividades metabólicas de un organismo por la acción de una sustancia (a bajas concentraciones) producida por otro organismo. Una ventaja de la antibiosis es que no es preciso que el patógeno y el antagonista entren en contacto y, además, el antibiótico puede permanecer en el medio incluso tras la muerte del antagonista. Una clara desventaja es el mayor número de ensayos a realizar para el registro del agente de biocontrol en el Registro Único Europeo de Productos Fitosanitarios.

- Explotación: incluye la depredación y el parasitismo directo implicando un contacto íntimo entre el huésped y el parásito. El parasitismo es una relación nutricional en la que un organismo (el parásito) obtiene todo o parte de lo que necesita para vivir de las partes funcionales vivas de otro organismo, el huésped. En el control biológico el único parasitismo importante es el hiperparasitismo o interrelación que se presenta entre un hongo y otro que, a su vez, es parásito de plantas superiores. Los hiperparásitos son cuestionados como antagonistas efectivos frente a la infección primaria, puesto que es preciso un contacto directo parásito-huésped, lo que requiere un tiempo que tiene que ser suficiente para que el patógeno infeste. Por tanto, los hiperparásitos son útiles en la reducción del inóculo del patógeno disponible para infecciones secundarias.

            - Resistencia inducida: es un fenómeno en el cual los mecanismos de defensa del huésped reconocen y responden a un organismo menos dañino, el agente de biocontrol, de modo que el huésped está ya listo para un ataque subsiguiente del patógeno.

- Lisis: es la destrucción o desintegración enzimática total o parcial de un organismo.

 Aplicación del Control Biológico de Enfermedades

El CBE se puede aplicar de tres formas, aunque en la práctica no es raro que se solapen:

- Explotación del control biológico natural. Hay algunas situaciones en las que la enfermedad no es grave e incluso está ausente y una de las causas es la actuación de un control biológico natural. Este tipo de biocontrol no se ha estudiado en profundidad, por lo que se desconoce hasta qué punto puede ser importante en situaciones de ausencia o poca gravedad de la enfermedad. Los estudios en Patología Vegetal se han centrado en el estudio de la enfermedad y de epidemias importantes, puesto que son éstas las situaciones que crean problemas económicos.

El control biológico natural puede estar operando donde un patógeno causa poca o ninguna enfermedad en un ambiente aparentemente favorable o donde un patógeno no es capaz de establecerse a pesar de su frecuente introducción en un área aparentemente favorable. El ser humano puede explotar el control biológico natural identificando los agentes que mantienen las poblaciones de los patógenos a niveles tolerables de forma natural y, una vez identificados, preservar o mejorar las condiciones que hacen que se obtenga el control. En algunos casos estas prácticas pueden consistir en evitar el uso de productos químicos que destruyen la población de antagonistas que controlan al patógeno.

El caso más representativo de control biológico natural y que se da con cierta frecuencia es el de los suelos supresivos, que son aquéllos en los que no se desarrolla la enfermedad a pesar de la presencia del patógeno, del huésped susceptible y de condiciones ambientales favorables. Esta propiedad de los suelos fue mencionada por vez primera hace más de 100 años, por parte de Atkinson en relación con la fusariosis vascular del algodonero y, posteriormente, ha sido citada con frecuencia en la literatura contra enfermedades causadas por hongos y nematodos.

- Modificación del ambiente. El ambiente se modifica para favorecer la actividad de los antagonistas ya presentes en él. En este apartado es muy importante recalcar el gran interés de añadir al suelo importantes cantidades de materia orgánica para conseguir incrementar la actividad y diversidad microbiana, bases del control biológico de las enfermedades del suelo. Es una práctica utilizada desde tiempo atrás y que tiende a potenciarse por el conjunto de efectos beneficiosos que aporta a la agricultura en general.

- Introducción de antagonistas. Cuando los patógenos no son inhibidos por los antagonistas naturales se puede conseguir un control biológico aumentando la cantidad de éstos mediante su introducción en el ecosistema. Éste es el sistema que más se utiliza en CBE, aunque son muchos los casos que no han llegado a la práctica. En la actualidad hay unos 50 productos biológicos formulados en el mercado internacional que proceden mayoritariamente de Estados Unidos e Israel y se aplican sobre todo en pulverización o a las semillas. La mayoría va dirigido a patógenos de suelo, aunque cada vez están adquiriendo mayor importancia los aplicados a patógenos de las partes aéreas.

Control biológico de malas hierbas

            El Control  Biológico de Malas hierbas (CBMh) es la utilización deliberada de organismos vivos para reducir la capacidad reproductiva y/o el crecimiento y desarrollo de esas malas hierbas con el fin de disminuir su impacto negativo sobre los cultivos a niveles tolerables.

            La utilización del CBMh es posible porque, a su vez, ellas tienen también enemigos naturales, especialmente organismos fitófagos y patógenos.

            La puesta en práctica del CBMh se puede llevar a cabo de acuerdo a estrategias básicamente semejantes a las descritas en el caso del CBP. Un caso particular y muy relevante es la puesta en práctica de la LMB mediante la utilización de los denominados bioherbicidas en los que el agente de control biológico es un microorganismo y son formulaciones que se aplican de modo similar a los herbicidas normales. La mayoría de ellos se basan en preparaciones fúngicas y, en este caso,  se denominan micoherbicidas.

            A continuación se señalan una serie de factores que limitan la utilización práctica del CBMh:

- Restringido espectro de actividad. La mayoría de los agentes de CBMh son específicos de una especie mala hierba mientras que en la mayoría de los agroecosistemas la comunidad de malezas está constituida por poblaciones de varias.

- Nivel de eficacia. No siempre, especialmente en las estrategias clásicas, los agentes de CBMh, mantienen a las poblaciones de éstas por debajo del Umbral Económico.

- Fiabilidad a lo largo del tiempo. Existe el riesgo de reducción de poblaciones del agente de control a niveles en los que su capacidad de control se ve seriamente afectada.

Todo ello justifica la integración del CBMh con otros instrumentos de lucha dentro de los Sistemas de Manejo de las Malas Hierbas, pudiéndose utilizar combinaciones muy variadas de entre las que pueden ser destacadas las siguientes:

            - Combinaciones de herbicidas y micoherbicidas o insectos. Hay casos, en los que la actividad de ciertos micoherbicidas es mejorada por la utilización conjunta con dosis reducidas de otros herbicidas. El uso de herbicidas junto con un insecto fitófago cuyo huésped sea una mala hierba, puede llevar a cabo una más rápida reducción de la densidad de las poblaciones de la misma, hasta que se encuentre por debajo del umbral económico.

           

- Combinaciones de varios agentes bióticos. Combinar varios agentes bióticos puede mejorar la eficacia de control que conseguiría cualquiera de ellos por separado. Sería el caso de combinar un patógeno con un insecto vector suyo. También se podría aumentar el número de especies controladas.

            - La alelopatía también puede ser integrada con el CBMh. Se trata de una línea, en la actualidad aún no investigada, pero hay indicios en casos concretos que dan pie a pensar en esa integración como algo potencialmente factible.

            - Combinación con prácticas culturales. Prácticas culturales tales como la rotación de cultivos o el sistema de mantenimiento del suelo pueden ayudar a establecer y estimular el desarrollo de los agentes de control biológico, potenciando así su actividad.