anÁlisis de riesgo de praelongorthezia acapulcoa...
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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE
MORELOS
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
ANÁLISIS DE RIESGO DE Praelongorthezia acapulcoa MORRISON
(HEMIPTERA: ORTHEZIIDAE) EN CAÑA DE AZÚCAR (Saccharum officinarum L.) CULTIVADA EN MORELOS
TESIS PROFESIONAL POR ETAPAS
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: B I O L O G O
P R E S E N T A: REBECA ALEJANDRA URBINA ROMERO
DIRECTOR
DR. SERGIO RAMÍREZ ROJAS
CUERNAVACA, MORELOS OCTUBRE, 2013
El presente trabajo se realizó en el Laboratorio de Fitopatología del Instituto Nacional de
Investigaciones Forestal Agrícola y Pecuaria (INIFAP) en el Campo experimental
“Zacatepec”, Zacatepec, Morelos, bajo dirección del Dr. Sergio Ramírez Rojas. Para la
realización de los estudios se contó con el apoyo económico del Consejo Nacional de
Ciencia y Tecnología (CONACyT) del Proyecto FOMIX: “Estudios Epidemiológicos de
Enfermedades y Bioecología de Plagas en Cultivos de Importancia Económica en el Estado
de Morelos” (Registro: MOR-2010-CO1-148902).
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a toda mi familia por apoyarme y haber confiado y permitido llegar hasta aquí.
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) del Proyecto FOMIX:
“Estudios Epidemiológicos de Enfermedades y Bioecología de Plagas en Cultivos de
Importancia Económica en el Estado de Morelos” (Registro: MOR-2010-CO1-148902), por
el apoyo brindado durante el periodo de estudios.
Agradezco al Dr. Sergio Ramírez Rojas por darme la oportunidad de llevar a cabo el
proyecto bajo su dirección y abrirme las puertas en el Laboratorio de Fitopatología. Al Ing.
Juan Carlos por el apoyo y asesoría brindada para desarrollar este proyecto de
investigación.
Agradezco a la Mtra. Rosa Elba Tepole García por su apoyo y asesoría durante la etapa más
difícil del proyecto, muchas gracias. A Mtra. Tania Ocampo por su ayuda y asesorías.
Especialmente gracias a ambas por su compañerismo.
Al Dr. Vicente Carapia-Ruiz, Ing. Jesús Patricio Romero y Dr. Demian Takumasa Kondo
por la información que me proporcionaron, tanto de nueva literatura como información
personal, muchas gracias.
A mi consejo de sínodos Dr. Jesús Telésforo, Dr. Guadalupe Peña, Dr. Víctor López por las
valiosas observaciones del proyecto, en especial a la Mtra. Adriana Trejo por constantes
revisiones que fueron de gran ayuda para este trabajo.
A mi asesor de carrera Mtro. Adalberto Aguilar por sus consejos durante la carrera.
Agradezco especialmente a todo el equipo del Laboratorio de Fitopatología por el apoyo,
compañerismos y hacer mi estancia un ambiente ameno a la Ing. Rocio (Chio), María
Luisa, Ing. Alfredo, durante la estancia de Gaby y Eli.
A mis amigas que me han estado apoyándome durante toda la carrera, por su amistad
brindada, tiempo y experiencias compartidas. A Lucero, Eli, Mirna, Natye, Magy, Tere y
todas las que me falte por mencionar. Muchas gracias por todo su apoyo.
DEDICATORIA
Cada pequeña decisión tomada durante la vida son las que me han puesto en este camino,
en esta carrera, con este proyecto, en esta tesis. Hoy y siempre puedo decir felizmente que
he terminado una meta más planteada hace tiempo atrás, pero aún más inmensamente feliz
puedo decir a que esta meta se ha cumplido junto a mi familia y su apoyo incondicional
para lograrlo. Que sería sin su apoyo incondicional de mis padres Ma. Carmen Romero
Saavedra y mi padre Avelino Urbina Nuñez que a pesar de todas las dificultades me han
apoyado de las formas posibles para salir adelante en la vida, y agradezco infinitamente sus
consejos, compresión y paciencia. Que sería también sin ustedes, mis hermanos Freddy
Damian Urbina Romero y Vanessa Urbina Romero quienes han estado ahí ayudándome y
que por sus ejemplos orientar mis pasos hacia donde tenían que ir ¡Muchas gracias!.
Hoy quiero decir que concluí una esta meta más de un reto que escogí, disfruté y seguiré
disfrutando, y que he logrado gracias a ustedes, mi familia y Dios que me lo ha
permitido,… es por eso que les dedico este logro ustedes… a su apoyo. Los quiero mucho.
Rebeca Alejandra Urbina Romero
“La dicha de la vida consiste en tener siempre algo que hacer, alguien a
quien amar y alguna cosa que esperar”. Thomas Chalmers
I
I. CONTENIDO
Página
I. CONTENIDO ..................................................................................................................... I
II. INDICE DE FIGURAS ................................................................................................. IV
III. INDICE DE CUADROS............................................................................................... V
IV. RESUMEN .................................................................................................................... VI
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 1
2. MARCO TEORICO ......................................................................................................... 3
2.1 Insectos escama (Coccoidea) ........................................................................................ 3
2.1.1. Familia Ortheziidae .............................................................................................. 4
2.1.2. Insectos escamas como plagas agrícolas .............................................................. 4
2.2 Praelongorthezia acapulcoa Morrison ......................................................................... 5
2.2.1. Distribución geográfica de Praelongorthezia acapulcoa ..................................... 5
2.2.2. Taxonomía y morfología de Praelongorthezia acapulcoa ................................... 6
2.2.3 Ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa ................................................... 7
2.2.4. Importancia económica de Praelongorthezia acapulcoa ..................................... 8
2.2.5. Efecto sobre el desarrollo del cultivo de caña de azúcar ...................................... 9
2.2.6. Hospederos de Praelongorthezia acapulcoa ...................................................... 10
2.3. Caña de azúcar (Saccharum officinarum Linneo) ..................................................... 10
2.3.3.1. Principales plagas y enfermedades de la caña de azúcar en Morelos .............. 13
2.3.4. Métodos de control de Praelongorthezia acapulcoa .......................................... 14
2.5. El análisis de riesgo de plagas ................................................................................... 15
2.5.1. Elaboración de mapas de riesgo ......................................................................... 17
2.5.2. Constante térmica (°D) ....................................................................................... 18
2.5.3. Constantes térmicas como herramienta en el análisis de riesgo ......................... 19
2.5.4. Métodos para calcular las Unidades Calor Acumuladas (UCA) ........................ 20
2.5.4.1. Método de promedios ...................................................................................... 21
2.5.4.2. Método de promedios modificados ................................................................. 21
2.5.4.3. Método de onda sigmoidal modificada. .......................................................... 21
2.5.4.4. Herramientas de informática ........................................................................... 22
3. JUSTIFICACIÓN .......................................................................................................... 23
5. HIPÓTESIS .................................................................................................................... 24
4. OBJETIVOS ................................................................................................................... 25
II
5. MATERIALES Y METODOS ...................................................................................... 26
5.1. Obtención del material biológico .............................................................................. 26
5.2. Obtención de ninfas de Praelongorthezia acapulcoa................................................ 28
5.3. Desarrollo del ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa ................................ 28
5.3.1. Condición establecida en el laboratorio de Fitopatología .................................. 29
5.3.2. Condición dentro de un área techada con lámina de asbesto y forrada con malla
anti-áfidos ..................................................................................................................... 30
5.3.3. Condición en campo abierto en las afueras del laboratorio de Fitopatología ..... 31
5.4. Registro de temperaturas (°C) durante el desarrollo de Praelongorthezia acapulcoa
.......................................................................................................................................... 31
5.5. Cálculos para la obtención de la Temperatura base (Tb) y Unidades Calor
Acumuladas (UCA) de Praelongorthezia acapulcoa ....................................................... 32
5.8. Elaboración del mapa de riesgo para Praelongorthezia acapulcoa en zonas
productoras de caña de azúcar del estado de Morelos ...................................................... 34
5.8.1. Datos históricos de temperaturas para Morelos .................................................. 34
5.8.2. Análisis de datos ................................................................................................. 34
5.8.3. Ubicación de las zonas productoras de caña de azúcar en riesgo para
Praelongorthezia acapulcoa......................................................................................... 35
6. RESULTADOS ............................................................................................................... 36
6.1. Datos de temperatura registradas en las condiciones establecidas ............................ 36
6.2. Biología de Praelongorthezia acapulcoa en tres niveles térmicos ........................... 36
6.3. Temperatura base (Tb) y constante térmica (°D) de Praelongorthezia acapulcoa ... 38
6.4. Análisis de influencia de la temperatura en el ciclo de Praelongorthezia acapulcoa
.......................................................................................................................................... 39
6.5. Análisis de influencia de la humedad relativa (HR) en el ciclo de Praelongorthezia
acapulcoa ......................................................................................................................... 40
6.6. Mapa de riesgo de Prealongorthezia acapulcoa para las zonas de cultivo de caña de
azúcar en Morelos ............................................................................................................. 42
7. DISCUSIÓN .................................................................................................................... 45
7.1. Temperatura base (Tb) y Unidades Calor Acumuladas (UCA) de Praelongorthezia
acapulcoa ......................................................................................................................... 45
7.1.1. Total de individuos de Praelongorthezia acapulcoa finales para el cálculo de
Temperatura base (Tb) y Unidades Calor Acumuladas (UCA) ................................... 46
7.1.2. Duración del ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa en relación con el
alimento de caña de azúcar ........................................................................................... 47
7.1.3. Influencia de la temperatura (°C) en la tasa de desarrollo de Praelongorthezia
acapulcoa ..................................................................................................................... 48
7.1.4. Influencia de la humedad relativa (HR) ............................................................. 48
III
7.2. Mapa de riesgo de Praelongorthezia acapulcoa en caña de azúcar cultivada en
Morelos ............................................................................................................................. 48
8. CONCLUSIONES .......................................................................................................... 51
9. PERSPECTIVAS ............................................................................................................ 52
7. LITERATURA CITADA............................................................................................... 53
IV
II. INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Distribución de Praelongorthezia acapulcoa en la región Neotropical en
América acorde los reportes…………….………………………….…….. 05
Figura 2. Hembra adulta de Prealongorthezia acapulcoa (Morrison) con ninfas sobre
caña de azúcar. Fotografía tomada por Ramírez, S…….………………….07
Figura 3. Ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa Morrison, alimentada con
caña de azúcar. Fotos y diseño por Urbina, R…………………………… 08
Figura 4. Ubicación del Instituto de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias
en el campo experimental “Zacatepec” en Morelos…….………….…….. 26
Figura 5. Jaulas diseñadas con recipientes de plástico transparente y superficie
cubierta con tela de organza ……………………………………………...27
Figura 6. Repeticiones con ninfas neonatas……………………………….………... 27
Figura 7. Hembras aisladas de Praelongorthezia acapulcoa en estado reproductivo..28
Figura 8. Jaulas diseñadas para la condición en laboratorio.………………….......... 29
Figura 9. Repeticiones del experimento en condición de laboratorio..…….……….. 29
Figura 10. Jaulas diseñadas en condición bajo cubierta.………………………........... 30
Figura 11. Repeticiones en condiciones bajo cubierta.…………………………......... 30
Figura 12. Jaulas diseñadas para condición de campo abierto……………….............. 31
Figura 13. Repeticiones en condición en condición de campo abierto………………. 31
Figura 14. Ubicación de las 21 estaciones agroclimatológicas históricas en Morelos...34
Figura 15. Nivel de riesgo de Praelongorthezia acapulcoa en Morelos acorde el
número de generaciones potenciales anuales…………………………….. 43
Figura 16. Mapa de riesgo de Praelongorthezia acapulcoa para las áreas de cultivo de
caña de azúcar en Morelos ………………………………..……………… 44
V
III. INDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Siembra y cosecha de caña de azúcar. Nivel nacional (octubre
2012)……………………………………………………………………… 11
Cuadro 2. Siembra y cosecha de caña de azúcar para Morelos (septiembre,
2012)……………………………………………………………………… 12
Cuadro 3. Clasificación de las principales plagas de caña de azúcar por
CENICAÑA…………………….………….……………………………... 13
Cuadro 4. Condiciones en las que se establecieron las ninfas de Praelongorthezia
acapulcoa………………………………………………………………… 36
Cuadro 5. Períodos de desarrollo de los estados de Praelongorthezia acapulcoa criados
dentro del laboratorio de Fitopatología …………………………………. 37
Cuadro 6. Período de desarrollo de los estados de Praelongorthezia acapulcoa criados
dentro de un área techada ……………………..…………………………. 37
Cuadro 7. Período de desarrollo de los estados de Praelongorthezia. acapulcoa criados
en campo abierto...……………………………………………………. 38
Cuadro 8. Descripción de la duración del ciclo biológico y su temperatura media en
cada condición...………………………………………………………..… 39
Cuadro 9. Temperatura base (Tb) y Unidades Calor Acumuladas (UCA) de las tres
condiciones establecidas en el INIFAP-Zacatepec, Morelos…………….. 39
Cuadro 10. Parámetros estimados y coeficiente de determinación obtenidos de la
regresión lineal simple...…………………...................................………... 40
Cuadro 11. Parámetros estimados y coeficiente de determinación obtenidos de la
regresión lineal simple……………………………….................………… 41
VI
IV. RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue determinar los lugares con alto riesgo de incidencia de
Praelongorthezia acapulcoa en las zonas cañeras de Morelos con base en sus
requerimientos térmicos, a través de la generación del mapa de riesgo de ésta plaga.
El estudio fue realizado en el Campo experimental “Zacatepec” (INIFAP), Morelos donde
se mon taron tres condiciones (Laboratorio, Área techada y Campo abierto) simulando
niveles térmicos diferentes. Para determinar los requerimientos térmicos, se colocaron
individuos neonatos de P. acapulcoa en las tres condiciones y fueron alimentados con caña
de azúcar de dos variedades: ATEMEX-940 y TV92-1424. Se realizaron observaciones de
su desarrollo hasta que dieron paso a la siguiente generación, registrando además la
temperatura y humedad relativa mediante un “Datalogger”. Con la información generada se
calculó la Temperatura base (Tb) y se las Unidades Calor Acumuladas (UCA) requeridas
para su desarrollo por la ecuación de Soto et al., (1990). Utilizando información de
temperaturas en Morelos de 21 estaciones agroclimáticas históricas, se estimó el número de
generaciones potenciales anuales. Ésta información fue plasmada en un mapa mediante tres
programas: Simpec 2.1, Vensim 4.2, Arcview 3.3.
Los resultados indican que la Temperatura base es de 11.19°C y en función de ésta, las
Unidades Calor Acumuladas que requiere P. acapulcoa son de 756.11°D. En base al mapa
se determinó que existe un riesgo anual de una a seis generaciones potenciales en Morelos.
Acorde a los resultados se determinaron tres niveles de riesgo: bajo (una a dos
generaciones), medio (tres a cuatro generaciones) y alto (cinco a seis generaciones).
Considerando a la ubicación histórica de la región cañera de Morelos, las zonas que
presentan un nivel de riesgo alto se ubican en los municipios de: Amacuzac, Ayala, Jojutla,
Mazatepec, Miacatlán, Puente de Ixtla, Tlaltizapán, Tlaquiltenango, Xochitepec, Zacatepec,
Zapata. Axochiapan, Cuautla, Jantetelco, Temixco, Tepalcingo, Tetecala, Tlayacapan,
Totolapan, Yautepec y Yecapixtla.
Palabras clave: Praelongorthezia acapulcoa, análisis de riesgo, unidades calor acumuladas
(UCA), Temperatura base (Tb)
1
1. INTRODUCCIÓN
Una de las estrategias para prevenir y reducir el daño de plagas en cultivos, es a través de
modelos de predicción de incidencia, como los análisis de riesgo (SINAVEF, 2011). Los
análisis de riesgo se realizan con el fin de predecir el nivel de daño de la plaga en un
determinado lugar y momento (Tepole, 2011). Es una herramienta que permite evaluar y
cuantificar los riesgos de eventos indeseables (García et al., 2006). El desarrollo para dicho
análisis se lleva a cabo mediante la elaboración de mapas de riesgos, cuyo objetivo es
localizar áreas potenciales de presencia de plagas, los cuales señalan una probabilidad
estadística de la intensidad de daño y de esta manera establece medidas preventivas para su
manejo. Además, los mapas de riesgos sirven para dimensionar un problema fitosanitario
en base a estimaciones cuantitativas que reflejan la frecuencia en que se presentan en
determinadas regiones, dando una magnitud de su efecto (SINAVEF, 2011; SIAFEG,
2013).
Los mapas de riesgos son elaborados mediante la sobreposición de mapas de información
que contienen datos del hospedero, condiciones ambientales óptimas y modelos biológicos,
los cuales incluyen datos de Temperatura base (Tb) y constante térmica (°D) del desarrollo
del insecto plaga (SINAVEF, 2011). La constate térmica o Grados-días (°D) y Temperatura
base (Tb) son usadas para tomar medidas preventivas del manejo de plagas (Dent, 2000).
Para la determinación de la constante térmica (°D) es necesario realizar ensayos en
laboratorio, registrando el desarrollo del insecto expuesto a diferentes temperaturas
(Hernández y Guerrero, 1989).
La caña de azúcar (Saccharum officinarum) es un cultivo de gran importancia
socioeconómica en México, ya que tan solo en el estado de Morelos se siembran 16, 695
ha, con una producción de 1, 899,459 t (SIAP, 2012). Una de las plagas detectadas en este
cultivo es Praelongorthezia acapulcoa Morrison (Hemiptera: Ortheziidae), que es un
insecto fitófago, de tres milímetros de largo, y está recubierto de mechones blanquecinos
(Flores, 1994; Campos y Lugo, 2012). La hembra tiene una metamorfosis incompleta y se
reproduce de forma asexual (partenogénesis) y sexual. El macho se caracteriza por un
desarrollo holometábolo (Carapia y Castillo, 2009). Los patrones alimenticios del insecto
2
provocan amarillamiento desde el borde hasta la nervadura central de la hoja, secreta
mielecilla, la cual favorece la reproducción de fumagina (Flores, 1994). Actualmente, se
aplican medidas de control químico para reducir la infestación de P. acapulcoa en Morelos
(CESVMOR, 2012).
Debido a que P. acapulcoa es una plaga que podría afectar la producción de caña de azúcar
por sus hábitos alimenticios, se calculó la Temperatura base (Tb) y constante térmica (°D)
de su ciclo biológico alimentada con caña de azúcar bajo diferentes niveles térmicos, con la
finalidad de obtener información básica que permita elaborar un mapa de riesgo para
Morelos. El cual ayudo a determinar los lugares con alto, medio y nulo riesgo de incidencia
de P. acapulcoa en las zonas cañeras con base a sus requerimientos térmicos y el número
de generaciones por año. Esta información a su vez servirá para reforzar las campañas de
combate para esta plaga en Morelos.
3
2. MARCO TEORICO
2.1 Insectos escama (Coccoidea)
Se les conoce como insectos escama a todos los pertenecientes a la superfamilia Coccoidea,
los cuales se encuentran estrechamente relacionados con áfidos (Aphidoidea) y mosca
blanca (Aleyrodidae) (Kondo et al., 2008). Se distribuyen principalmente en zonas
tropicales y subtropicales de todo el mundo (Zamora et al., 2009) y se alimentan del floema
de las plantas, con excepción de algunas especies frugívoras. Los grados de asociación con
su hospedante van de monófagos a polífagos (Mestre et al., 2010).
Los insectos escama presentan una amplia variación en el número de cromosomas,
estructura del espermazoide y sistema genético que comprende hermafroditismo,
diploidismo y haplodismo (Kondo et al., 2008).
El desarrollo de los insectos escama puede realizarse mediante metamorfosis completa e
incompleta, según sea macho o hembra, respectivamente. Las hembras permanecen con
aspecto larviforme durante todo su ciclo biológico aun siendo sexualmente maduras. Los
tegumentos tanto de hembras como de ninfas exhiben numerosas glándulas y poros donde
segregan diversas sustancias (cera y laca) que revisten su cuerpo. Los machos carecen de
aparato bucal y sólo tienen un par de alas anteriores, mientras que las posteriores funcionan
solamente como balancines (Zamora et al., 2009).
Al igual que otros insectos fitófagos, las escamas causan daño al extraer savia, pues afectan
el crecimiento de la planta o pueden causar la muerte. Asimismo, algunas especies
transmiten patógenos y toxinas al hospedante, que pueden incrementar el daño a tejidos
vasculares. A causa de los patrones alimenticios, algunos insectos escama son considerados
como plagas de varios cultivos, ya que causan grandes pérdidas económicas a nivel
mundial (Mestre et al., 2010).
Las especies de insectos escama son reconocidas por el daño que causan a las plantas.
Algunas culturas en el mundo las reconocen por el uso medicinal, artesanal y alimenticio
4
que se les da a las secreciones que producen. Además, para ecólogos y biólogos
evolucionistas los insectos escama son objeto de estudio. Por ejemplo, la relación
mutualista con algunas especies de hormigas en plantas hospederas de Macaraga en el
suroeste de Asia (Kondo et al., 2008).
2.1.1. Familia Ortheziidae
Dentro de los coccoideos, la familia Ortheziidae es considerada el grupo hermano de los
Coccoidea (Vea y Grimaldi, 2012). Actualmente, existen cerca de 200 especies descritas en
el mundo (Kondo et al., 2008), de las cuales únicamente se tienen descritos cinco
ejemplares de machos (Vea y Grimaldi, 2012).
Los Orthezidos se caracterizan por tener placas simétricas de cera en el dorso y en los
márgenes del cuerpo (Kondo et al., 2010). Regularmente, las hembras secretan una banda
de espinas de cera en su vientre, la cubierta está hecha de mechones o placas definidas de
secreciones cerosas que forma un ovisaco prominente, a menudo más largo que el mismo
insecto, y se encuentra activo durante todo el estado de adulto. La hembra deposita dentro
del ovisaco los huevos de los que emergerán ninfas que después de cada ecdisis, secretaran
su propia cera que recubrirá su cuerpo (Ng y Hugh, 2011).
2.1.2. Insectos escamas como plagas agrícolas
Muchos insectos escama no son considerados económicamente dañinos; sin embargo,
algunos miembros de la familia Ortheziidae se destacan por ser una de las principales
plagas en diferentes cultivos (Vea y Grimaldi, 2012). Por ejemplo: Praelongorthezia
praelonga Douglas, es una especie frecuente en Colombia considerada como una de las
principales plagas en cítricos, causando daños a las plantas tanto de forma directa,
alimentándose de ella, como indirecta, asociándola con la presencia de fumagina (Mateus et
al., 2012); Insignorthezia insignis Bourne, afecta a plantas medicinales en Cuba como
Rosmarinus ofinalis Linnaeu provocando clorosis en hojas (Mestre et al., 2010);
Praelongorthezia olvicola Beingolea (anteriormente Orthezia olvicola), es polífaga y
5
frecuente en especies de olivo (Olea europea), mango (Mangifera indica) y yerba mora
(Pronus salicina) en Perú (Beingolea,1965).
En México se reportan 16 especies de escamas pertenecientes a la familia Ortheziidae,
agrupadas en tres géneros: Newteadia, Nipponorthezia y Praelongorthezia (anteriormente
género Orthezia) (Miller, 1996). En Morelos, sólo se ha identificado a Praelongorthezia
acapulcoa Morrison (anteriormente Orthezia acapulcoa) afectando al cultivo de caña de
azúcar (Campos y Lugo, 2012).
2.2 Praelongorthezia acapulcoa Morrison
2.2.1. Distribución geográfica de Praelongorthezia acapulcoa
Praelongorthezia acapulcoa se distribuye particularmente en Venezuela, Guatemala y
México, donde se ha reportado en Guerrero, Nayarit y Morelos (Figura 1) (Kozár, 2004;
Flores, 1953 Citado por Campos y Lugo; 2012; ScaleNet, 2012).
Figura 1. Distribución de Praelongorthezia acapulcoa en la región
Neotropical en América acorde los reportes.
6
2.2.2. Taxonomía y morfología de Praelongorthezia acapulcoa
Descrita por Morrison en 1952 (Citado por Carapia y Castillo, 2009), a partir de
especímenes colectados en gramíneas no identificadas en Acapulco, Guerrero, fue
nombrada como Orthezia acapulcoa. Sin embargo, el género se dividió y la especie O.
acapulcoa fue incluida en el género Praelongorthezia. Posteriormente, Morrison la
denominó como Praelongorthezia acapulcoa, clasificándola taxonómicamente de la
siguiente manera:
Reino: Animalia
Filo: Arthropoda
Clase: Insecta
Orden: Hemiptera
Superfamilia: Coccoidea
Familia: Ortheziidae
Género: Praelongorthezia
Especie: Praelongorthezia acapulcoa Morrison 1952
La escama acanalada tiene un aspecto poco común en comparación con otros insectos, su
cuerpo ovoide mide cerca de tres milímetros de longitud. Sin embargo, aparenta mayor
tamaño, ya que su cuerpo se encuentra recubierto por placas de cera en forma de mechones
de color blanquecino (Campos y Lugo, 2012). La hembra adulta está cubierta de mechones
erectos blanquecinos divergentes en la parte apical, tendiendo a curvarse conforme se
desarrolla el insecto (Figura 2) (Miller et al., 2012).
7
2.2.3 Ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa
El ciclo de vida comprende los estados de desarrollo de huevo, tres estadios ninfales y
adulto. La hembra completamente desarrollada, secreta en la parte posterior del cuerpo
mechones de cera acanalados para formar un ovisaco, en su interior existe una red de
filamentos donde coloca los huevecillos. El ovisaco funciona como incubadora de los
huevecillos. A los pocos días de la eclosión, las ninfas salen del ovisaco por la parte
posterior del tubo de cera e inician su alimentación, regularmente, no se desplazan mucho
en éste estadio. Los primeros cambios de estadio se dan cerca de los 15 días posteriores a la
eclosión, normalmente las exuvias quedan adheridas a la hoja en el lugar donde se
alimentaron. Las ninfas de primer estadio se agrupan en colonias con un número
considerable, en algunos casos hasta 100 individuos aproximadamente. La característica
distintiva de las ninfas I y II es que poseen seis segmentos antenales. A las dos semanas
aproximadamente, se preparan para mudar al tercer estadio (Carapia y Castillo, 2009).
En el tercer estadio las ninfas tienen una mayor dispersión en la planta, presentan cambios
en la ornamentación de cera y poseen siete segmentos antenales. Aproximadamente, dos
semanas después mudan del tercer estadio ninfal a la etapa de hembra adulta. En esta etapa,
se caracterizan por presentar ocho segmentos antenales (Figura 3) (Carapia y Castillo,
2009).
Figura 2. Hembra adulta de Prealongorthezia acapulcoa (Morrison) con
ninfas sobre caña de azúcar. Fotografía tomada por Ramírez, S.
8
Praelongorthezia acapulcoa presenta una reproducción partenogenética, sin embargo,
estudios de Carapia y Castillo (2009), sugieren una forma alterna en su ciclo de vida, con
una reproducción sexual reportando la presencia de machos.
Observaciones de esta plaga en campo, indican que para su adecuada reproducción
requieren temperaturas de 30°C y más de 70% de humedad relativa (HR) (Flores, 1994).
2.2.4. Importancia económica de Praelongorthezia acapulcoa
En el “Manual de plagas y enfermedades de caña de azúcar (Saccharum officinarum), para
el estado de Morelos” se tiene identificado a P. acapulcoa como plaga del cultivo (Campos
y Lugo, 2012). Inicialmente, fue reportada por Flores en 1953 (Citado por Campos y Lugo,
2012), en Actopan, Morelos causando daño al cultivar de caña CO-290. Posteriormente, se
identificó en Ixtlán del Río, Nayarit en 1957 y en Tezoyuca, Morelos en 1960. Aunque no
Figura 3. Ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa Morrison, alimentada con caña de
azúcar. Fotos y diseño por Urbina, R.
Hembra adulto reproductiva
Huevecillo
Ninfa I
Ninfa II
Ninfa III
Ninfa adulta pre-reproductiva
9
se tuvieron reportes posteriores de esta plaga, en fechas recientes reapareció en el estado de
Morelos (Campos y Lugo, 2012).
Al igual que otros cóccidos, P. acapulcoa es un insecto fitófago que alcanza un alto grado
de infestación en tiempos cortos en comparación con otras plagas (Flores, 1994). Sus
patrones alimenticios causan en la planta amarillamiento, desde el borde hasta la nervadura
central de la hoja. Además excreta mielecilla para eliminar el exceso de azucares,
favoreciendo la reproducción del hongo fumagina y repercutiendo así, en la capacidad
fotosintética debido a que se extiende y ennegrece la superficie de la hoja, retrasa el
desarrollo de la misma, y disminuye la producción de azúcares en la planta (Flores,1994;
Campos y Lugo, 2012).
2.2.5. Efecto sobre el desarrollo del cultivo de caña de azúcar
Un estudio realizado en el “Centro Guatemalteco de Investigación y capacitación de la caña
de azúcar”, determinó que las altas infestaciones de escama acanalada causan un daño
visible en la planta (Márquez et al., 2009). Los síntomas son un amarillamiento del tejido
foliar, inducido por la inhibición de la formación de cloroplastos y el debilitamiento de la
planta, reducción de la longitud de entrenudo, el diámetro y la pérdida eventual de tallo por
secamiento. Si la infestación ocurre en etapas iniciales del desarrollo, puede ocasionar la
muerte total de la macolla.
El daño foliar causado varía según el nivel de infestación. Las “altas infestaciones”
provocan una mayor evidencia, afectando hasta el 50% de la planta, mientras que la
“mediana infestación” no muestra un daño foliar significativo. El daño causado por la alta y
mediana infestación se estima que podría causar una reducción económica importante de
36.7 y 14 toneladas métricas por hectárea (Márquez et al., 2009).
10
2.2.6. Hospederos de Praelongorthezia acapulcoa
De acuerdo a Kozár (2004), su planta huésped pertenece a la familia Poaceae. Se tiene
reporte de P. acapulcoa únicamente en cultivos de caña de azúcar; sin embargo, las
primeras colectas de este insecto realizadas para su descripción fueron sobre algunas
gramíneas no identificas, al parecer pastos gruesos sobre las colinas en Acapulco, Guerrero.
(Morrison, 1952 citado por Carapia y Castillo, 2009).
2.3. Caña de azúcar (Saccharum officinarum Linneo)
2.3.1. Generalidades de la caña de azúcar
La caña de azúcar pertenece a la familia Poaceae y es originaria de Nueva Guinea
(Augstburger y Censkowsky, 2002), y es cultivada en varias regiones del mundo. Es uno de
los cultivos más antiguos de gran importancia económica por la extracción de azúcar y sus
derivados (Campos y Lugo, 2012). Las características principales son la presencia de tallos
gruesos y fibrosos, y un crecimiento de 3 a 5 m de altura. Contiene una gran cantidad de
sacarosa que en la industria es procesada para la obtención de azúcar (Augstburger y
Censkowsky, 2002).
La caña de azúcar se cultiva en zonas tropicales y subtropicales, debido a que se desarrolla
en menor tiempo en zonas con climas calientes y con una gran exposición solar (Ramírez,
2008). Sin embargo, es un cultivo primordialmente de zonas tropicales ya que su
producción es afectada por la temperatura, la humedad relativa y radiación solar. El periodo
más favorable para efectuar la siembra es cuando se cuenta con temperaturas altas, con un
rango óptimo de 14 a 35°C, y con suficiente agua de lluvia para un desarrollo rápido con
hasta 55-85% de humedad relativa (Netafim, 2012).
2.3.2. Importancia económica de la caña de azúcar
De acuerdo con Netafim (2012), mundialmente la caña de azúcar ocupa un área de 20.42
millones de hectáreas con una producción de hasta 1333 millones de toneladas, teniendo
11
121 países productores, de los cuales en 15 (Brasil, India, China, Tailandia, Pakistán,
México, Cuba, Colombia, Australia, EUA, Filipinas, Sudáfrica, Argentina, Myanmar,
Bangladesh) se concentran hasta un 86% del área cultivada y 87.1% de la producción
mundial.
En México el cultivo de caña de azúcar, fue establecido por los españoles a mediados del
siglo XVI después de la conquista de Hernán Cortez (Flores, 1994). Actualmente, en
nuestro país, existen 15 regiones cañeras en 15 entidades federativas (Cuadro 1),
distribuidas entre la costa del Pacífico, área Central, Golfo de México, la región del Caribe
y en la Península de Yucatán (Ramírez, 2008). De acuerdo a SIAP (Servicio de
Información Agroalimentaria y Pesquera), para el 2012, México tiene una superficie
sembrada total de este cultivo de 800 067 ha con una producción de 52 743 188 t. Los
estados principales productores de caña de azúcar industrial son Veracruz, Jalisco,
Tamaulipas, Oaxaca y San Luis potosí (CVCA, 2010).
Cuadro 1. Siembra y cosecha de caña de azúcar. Nivel nacional (Octubre 2012). Estado Superficie sembrada
(ha) Producción
(t)
Veracruz 279,150 17,750,913 Jalisco 80,120 6,096,420 Tamaulipas 60,998 3,571,398 Oaxaca 68,012 3,482,389 San Luis Potosí 69,495 2,995,034 Chiapas 29,936 2,839,665 Nayarit 34,546 2,513,838
Puebla 16,191 1,972,952 Morelos 16,695 1,899,459 Tabasco 33,896 1,837,887 Sinaloa 25,963 1,816,585 Quintana Roo 30,000 1,682,513 Colima 15,209 1,257,910 Michoacán 14,930 1,165,274 Campeche 11,397 422,082 Total 786,539 51,304,319
Fuente: Fuente: Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP), consultado en diciembre 2012.
12
2.3.3. Situación actual de la caña de azúcar en Morelos
En Morelos hay 20 municipios productores de caña de azúcar. De acuerdo al resumen de
siembra y cosecha de caña de azúcar para el mes de septiembre del 2012, se registró una
superficie total sembrada de 16 974 ha con una producción de hasta 1, 899,459 t (SIAP,
2012) (Cuadro 2). En el estado, los principales municipios productores son Cuautla,
Tlaltizapán, Jojutla, Tlaquiltenango (SIAP, 2012), los cuales contribuyen con 60% de la
producción total de la entidad (Campos y Lugo, 2012).
Los cultivares de caña de azúcar sembradas en Morelos son: CP 72-2086, ITV 92-1424,
MY 55-14, ATEMEX 96-40, MEX 79-431 (J. Patricio R., 2012. Comunicación personal 1).
Cuadro 2. Siembra y cosecha de caña de azúcar para Morelos (septiembre, 2012).
Distrito Municipio Superficie sembrada
(ha)
Producción
(ton)
Zacatepec-Galeana Cuautla 2,232 257,145 Tlaltizapán 2,160 251,640 Jojutla de Juárez 1,874 218,883 Tlaquiltenango 1,625 187,362 Ayala 1,730 186,400
Yautepec 1,420 158,700 Axochiapan 1,178 139,230 Tepalcingo 1,085 116,500 Puente de Ixtla 605 68,970 Zacatepec de Hidalgo 557 64,890 Miacatlán 525 60,204 Xochitepec 530 56,980 Mazatepec 387 44,694 Jantetelco 210 24,336 Amacuzac 192 19,680 Emiliano Zapata 160 18,328 Tlayacapan 131 15,720 Tetecala 75 7,848 Totolapan 18 1,853 Yecapixtla 1 95 Total 16,695 1,899,459
Fuente: Elaborado por el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP).
1
Ing. Patricio Romero Jesús Coor. Campaña Fitosanitaria de caña de azúcar
(CESVMOR)
13
2.3.3.1. Principales plagas y enfermedades de la caña de azúcar en Morelos
Los principales factores que afectan la producción de caña de azúcar son las plagas y
enfermedades. Actualmente, se tiene un inventario de 125 enfermedades en 109 países,
donde se produce aproximadamente el 60% del azúcar que se consume en todo el mundo
(Campos y Lugo, 2012).
De acuerdo a CENICAÑA (2012), se reportan 14 plagas afectando el cultivo de caña de
azúcar en Colombia, clasificadas bajo tres criterios: importancia económica, plagas
potenciales y plagas exóticas (Cuadro 3).
Cuadro 3. Clasificación de las principales plagas de caña de azúcar por CENICAÑA.
Clasificación Insectos plagas
Importancia económica
Potenciales
Barrenadores del tallo (Diatraea saccharalis; Diatraea indigenella)
Cucarrón de invierno (Podischinus agenor)
Picudos de la semilla (Metamasius hemipterus; Rhynchophorus palmarum)
Pulgón amarillo de la caña (Sipha flava)
Hormiga loca (Paratrechina fulva)
Chupadores (Saccharicoccus sacchari; Melanaphis sacchari; Pulvinaria pos. elongata)
Gusano cabrito (Caligo illioneus)
El salivazo de la caña de azúcar (Aeneolamia varia)
Polilla habana (Paradirphia sp.)
Barrenador menor (Blastobasis gramminea)
Saltahojas hawaiano (Perkinsiella saccharicida)
Escama blanca (Duplachinonaspis divergens)
Miones o salivazos (Mahanarva andigena; M. bipars)
Exóticas
Saltahojas antillano (Saccharosydne saccharivora)
Fuente: CENICAÑA, 2012
En la última década, el número de organismos patógenos ha crecido considerablemente, por
lo que es preciso su conocimiento para prevenir pérdidas (Campos y Lugo, 2012). En
Morelos las principales plagas reportadas son: Diatraea magnifactella, Eoreuma loftini
(barrenadores), Sphenophorus incurren (picudo del tronco), Sipha flava (pulgón amarillo),
Aeneolamia contigua (salivazo), Rattus rattus (rata de campo) y P. acapulcoa (escama
acanalada) (Campos y Lugo, 2012). Uno de los objetivos del Comité Estatal de Sanidad
Vegetal de Morelos (CESVMOR), es el mejoramiento del estatus de zonas bajo control y
reducción de los niveles de infestación de la “escama acanalada” (P. acapulcoa) en 150 ha
14
de cultivo de caña de azúcar en los municipios de Ayala, Tlaltizapán, Mazatepec, Miacatlán
y Xochitepec (CESVMOR, 2012).
Actualmente, se continúan recibiendo reportes de la presencia de P. acapulcoa afectando al
cultivo de caña de azúcar en diferentes municipios, como son: Xochitepec, Zacatepec,
Mazatepec, Ayala, Miacatlán y Jojutla, sobre dos cultivares de caña de azúcar: CP 72-2086
y ITV 92-1424. La presencia de esta plaga podría no ser la única que se encuentre
afectando al cultivo al mismo tiempo, ya que reportes de muestreos señalan la presencia de
otras plagas atacando a la misma zona cañera junto con P. acapulcoa, las cuales son la
chinche de encaje (Leptodictya tabida) y salivazo (Aeneolamia spp.) (J. Patricio R., 2012.
Comunicación personal 1).
2.3.4. Métodos de control de Praelongorthezia acapulcoa
2.3.4.1. Control mecánico
La práctica más conocida de control mecánico es la eliminación manual directa del insecto
o la eliminación de los órganos infestados de la planta. De acuerdo con Flores (1994), se
eliminan de forma mecánica todas las hojas infestadas desde el tronco hasta cerca del
cogollo y, posteriormente se queman. Si la parcela de caña se encuentra encharcada habrá
que eliminar el exceso de agua.
2.3.4.2. Control químico
Se efectúa una aspersión con 500 ml de Malathion al 50% en 400 L ha-1
de agua. En un
estudio realizado por Márquez y colaboradores (2009), se evaluaron productos químicos
como Thiamethoxan y Mycotrol para los niveles de infestación de P. acapulcoa,
demostrando que Thiamethoxan es el de mayor eficacia y rentabilidad por la reducción
prolongada de este insecto.
1 Ing. Patricio Romero Jesús Coor. Campaña Fitosanitaria de caña de azúcar
(CESVMOR)
15
2.3.4.3. Control biológico
Se realiza con el producto Spectrum Protat MB (Beauveria bassiana y Metarhizium
anisopliae), en suspensión concentrada con dosis de 2 L ha-1
de agua (Campos y Lugo,
2012). Entre los enemigos naturales, se encuentran las catarinas como Brachiantha sp.
(Flores, 1994).
2.3.4.4. Monitoreo
El monitoreo periódico en campo ofrece información directa al agricultor sobre las plagas
en el cultivo, de esta manera se identifica el inicio del brote de la plaga y se toma medidas
inmediatas para un manejo, sea de forma mecánica o química (Dent, 2000).
2.4 Modelos de predicción
Actualmente, existen herramientas que permiten manejar y controlar plagas, tal es el caso
de los modelos de predicción, que permite seguir el progreso de plagas y su oportuna
eliminación, apoyándose en gráficos, cartogramas y mapas (Dent, 2000). Los mapas
ampliamente usados en el manejo de plagas, son los de riesgo epidemiológico, ya que
brindan una visión de qué, cuándo y dónde proviene, dando posibles sitos que podrían ser
afectados (SINAVEF, 2011). Los mapas de riesgo epidemiológicos son una base en la
elaboración de análisis de riesgo de plagas.
2.5. El análisis de riesgo de plagas
El análisis de riesgo es una herramienta aplicada en diversas áreas de la ciencia y la
tecnología para el análisis y mejoramiento de sistemas complejos de manejo de plagas;
permite identificar, evaluar y cuantificar el riesgo de eventos indeseables de una manera
objetiva, compresible y con un nivel de precisión aceptable (García et al., 2006).
En la elaboración de un mapa de riesgo para plagas insectiles se puede identificar los
siguientes elementos: 1) ubicación de las zonas agrícolas; 2) clasificación de estas zonas
con base en criterios de clima y suelo; 3) integración de base de datos de series históricas
16
de clima y descripción de los perfiles representativos de los suelos predominantes; 4)
construcción de criterios de decisión que relacionen las características edafológicas de las
regiones con los requerimientos de las plagas, que permitan establecer una escala para
calificar el grado en que la condición ambiental es favorable para la presencia de un
organismo dañino; 5) evaluación de los parámetros a lo largo de la serie histórica de datos
de clima y dentro de los períodos críticos de susceptibilidad del cultivo; 6) delimitación de
las regiones agrícolas con base en la frecuencia con que se presentan condiciones
favorables para el enemigo biológico (SIAFEG, 2012).
Los análisis de riesgo se pueden hacer calculando el número de generaciones, utilizando las
UCA de P. acapulcoa. Estas UCA se relacionan con los datos históricos de cada estación
agroclimática y se proyectan en el mapa de Morelos, especialmente de las zonas cañeras.
De esta forma se pueden definir las áreas con riesgo potencial en la zona cañera de
Morelos: riesgo bajo (1-2 generaciones por año), riesgo medio (2-4 generaciones) y riesgo
alto (5-6 generaciones), con el objetivo final de establecer medidas preventivas para su
manejo (SINAVEF, 2011).
Los primeros mapas de riesgo para la vigilancia fitosanitaria fueron elaborados por la
Universidad de Carolina del Norte (EUA), APHIS (Animal and Plant health Inspection
Service) y la compañía de Informática y Tecnología ZedZ, en Estados Unidos de América a
partir del programa NAPPFAST. Los primeros mapas de riesgo se generaron a partir de la
ubicación de áreas de hospederos de plagas y de modelos biológicos. Diferentes naciones
han hecho uso de la herramienta de mapas riesgo, tal es el ejemplo de “Locust watch”
administrada por la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura), donde
se monitorea la langosta del desierto en la región norte de África y el sur de Europa; y el
Sistema Nacional Argentino de Vigilancia y Monitoreo de Plagas (SINAVIMO) que se
encarga de vigilar el estado fitosanitario de las plagas que atacan a ese país (SINAVEF,
2011).
En el 2003, en México se estableció el Sistema de Alerta Fitosanitaria del Estado de
Guanajuato (SIAFEG, http://www.siafeg.org.mx/estudios), el cual cuenta con estudios de
17
riesgo disponibles para algunos patógenos del cultivo de maíz, frijol, trigo, cebada, brócoli,
papa y chile.
En Morelos, el Campo Experimental Zacatepec del INIFAP (Instituto Nacional de
Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias), el Gobierno del estado de Morelos, la
Fundación Produce Morelos A.C. y el Comité Estatal de Sanidad Vegetal conjuntaron
esfuerzos para crear el Sistema de Alerta Fitosanitario del Estado de Morelos (SIAFEMOR,
http://www.siafemor.com.mx/index.php). El cual, es un sistema que mantiene actualizada
la información de los estados fitosanitarios de las principales plagas y enfermedades de la
entidad, que a través de mapas de riesgo indican la probabilidad de ocurrencia de la misma
en base a las condiciones de clima (Ramírez et al., 2012).
2.5.1. Elaboración de mapas de riesgo
Los mapas de riesgo se llevan a cabo mediante la sobreposición de capas de información
del hospedante y confort térmico de la plaga, utilizando imágenes satelitales. Los mapas de
riesgo están conformados por tres variables: 1) hospederos, 2) condiciones ambientales
óptimas y 3) modelos biológicos (SINAVEF, 2011).
1. Hospedero. El mapa del hospedero se define como la densidad relativa de cultivos
agrícolas hospedante susceptibles a plagas potenciales que se puedan establecer. Se debe
contar con reportes e información de la superficie sembrada, cosechada y rendimiento para
cada municipio del país; posteriormente, obtenido el mapa se coloca un análisis
multivariado, teniendo como resultado un mapa de índices del hospedante. El mapa final
muestra valores dependientes de la presencia o ausencia del hospedero (SINAVEF, 2011).
2. Confort. El mapa de confort está compuesto por tres fuentes de información: (a) modelos
biológicos, conformado por el mapa de unidades calor diarias (UCD); (b) Índice
Diferencial Normalizado de Vegetación (NDVI), mapa generado a partir del uso de
imágenes satelitales NOAA-AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer); y (c)
condiciones ambientales óptimas.
18
a) El mapa UCA está conformado por los Grados días o por el número de días favorables
para la infestación (de huevecillo a adulto), representando los requerimientos térmicos
adecuados para que crezca y sobreviva, incluyendo datos de la Temperatura base (Tb),
umbral inferior y superior.
b) NDVI, a partir de estas imágenes se intenta cubrir la mayor parte de superficie territorial,
facilitando la ubicación de sitios que tienen como características humedad y biomasa.
c) El mapa de condiciones ambientales óptimas, incluyen variables ambientales (clima y
suelo) que influyen en la localización de plagas mostrados en los mapas cartográficos.
Al final el mapa de condiciones óptimas, el NDVI y el de GDD son sobrepuestos a través
de análisis multivariado obteniendo de esta manera el mapa de confort, asignándole así un
índice de escala. La consistencia de los resultados de los mapas de riesgo e interpretación
no depende solamente de los elementos que lo conforman, sino además desde la cartografía
usada, escala de análisis, calidad, periodicidad del registro de datos y variables de
respuesta, entre otros (SINAVEF , 2011).
2.5.2. Constante térmica (°D)
La presencia de plagas y enfermedades en los cultivos depende en gran medida de las
condiciones del clima, influyendo en el crecimiento de sus poblaciones. En insectos, la
temperatura es la variable de mayor influencia en su desarrollo (Dent, 2000) y determina la
velocidad de desarrollo. El tiempo de cada estado ontogénico de un insecto dependerá de
cierta temperatura del ambiente. Se dice que esta cantidad de calor durante ese tiempo es la
misma para una especie, la cual es conocida como “constante térmica” (Soto et al., 1999).
La constante térmica es expresada en Grados-días (°D) o UCA, es una unidad que combina
el tiempo y la temperatura para estimar el desarrollo de un organismo a partir de un punto a
otro en su ciclo biológico (UCIPM, 2003). Los Grados-días (°D) son resultado del producto
acumulado del tiempo entre los umbrales de desarrollo para cada día. Una unidad calor se
19
acumula cuando la temperatura promedio de un día es un grado mayor que la temperatura
umbral inferior del desarrollo de un insecto (UCIPM, 2003). La tasa de desarrollo de un
insecto se basa en la acumulación de calor que requiere una especie para completar su ciclo
biológico o parte de él, conocido como UCA.
Los Grados-días (°D) junto con el monitoreo pueden predecir el comienzo particular de un
estado de un insecto. Esta información puede ser usada como medida preventiva para el
control de plagas (Dent, 2000). Por lo tanto, el conocer el número de UCA de un insecto
plaga provee una herramienta muy útil para poder predecir infestaciones, programar
medidas de manejo o realizar monitoreo (Zalom et al., 1983). Para la determinación de las
UCA es necesario el cálculo de la constante térmica y temperatura umbral del insecto en
ensayos en laboratorio. Es importante que para el cálculo de esta constante se utilicen
individuos de poblaciones locales, ya que estas constantes pueden diferir en algunas
especies y para cada región geográfica (Hernández y Guerrero, 1989).
2.5.3. Constantes térmicas como herramienta en el análisis de riesgo
La información de la influencia de la temperatura en el desarrollo del crecimiento de
insectos, es considerada como herramienta para predecir la ocurrencia estacional de
insectos plagas, la cual podría ayudar al mejoramiento de sus métodos de control. Los
modelos de riesgo utilizan el conjunto de información sobre Grados-días (°D) de desarrollo
de insectos y la fenología de la planta huésped para ayudar a métodos de control, por
ejemplo, en buscar periodos susceptibles de desarrollo de insectos para la colocación de
trampas con feromonas; o en generar información preventiva como son la localización de
posibles áreas para el establecimiento de plagas exóticas (Nietschke et al., 2007).
Un ejemplo de esto, son estudios como el de Carrière et al. (2001), quienes proporcionan
información que podría ayudar al mejoramiento de métodos de control de Pectinophora
gossypiella Saunderv, plaga en el cultivo de algodón. Dicha información está en función de
las UCA de desarrollo de la plaga junto con datos de información de las plantaciones de los
últimos ocho años en Arizona y California, EUA. Los resultados obtenidos del análisis de
20
las variables optimizaron la aplicación de insecticidas, utilizando una dosis menor en el
momento más susceptible del insecto. Además, mediante el análisis de la información de
las plantaciones se relacionaron los eventos que podrían favorecer al fenómeno de
“emergencia suicida”.
En otro estudio, se le da utilidad a esta información para relacionar el aumento de las
temperaturas a causa del cambio climático y los cambios en los comienzos de brotes de
plagas, como lo demuestran Alvear y Vidal (2008), quienes de manera teórica señalan que
el incremento de la temperatura, aumenta una generación de Rhyacionia buoliana Schiff en
Pinus radiata Don (pino de importancia económica). Este tipo de análisis teórico requirió
una recopilación de información sobre las Temperaturas máximas (Tmax) y mínimas
(Tmin) del ambiente durante el ciclo biológico de R. buoliana, para el cálculo de UCA de
su desarrollo, y de esta manera se determinó su tasa de emergencia.
Recientemente, se realizan análisis de riesgo de plagas en Morelos, los cuales además de
ayudar a establecer métodos de control, tienen una finalidad predictiva del nivel de daño
del insecto asociado a la zona agrícola. Este es el caso del análisis de riesgo de
Leptoglossus zonatus Dallas, para zonas productoras de sorgo en Morelos. Para realizar éste
estudio se estableció a este insecto bajo diferentes condiciones controladas, y se calculó la
Tb y UCA para su desarrollo. El resultado del estudio fue un mapa de Morelos
representando las zonas productoras de sorgo, señalando el nivel de riesgo (de bajo a alto)
acorde al número de generaciones potenciales de esta plaga para cada zona (Tepole, 2011).
2.5.4. Métodos para calcular las Unidades Calor Acumuladas (UCA)
Existen varios métodos para calcular las UCA: sencillos y complejos. Algunos métodos
hacen uso de la Tb, Temperaturas diarias máximas (TDmax) y mínimas (TDmin). Entre
ellos se pueden nombrar el método de promedios, promedios modificados y onda sigmoidal
modificada (Herms, 2004).
21
2.5.4.1. Método de promedios
El método de promedios es un método fácil para calcular el número de Grados-días (°D).
Simplemente se suma la TDmax y TDmin, y se divide entre dos para tener un promedio de
la temperatura por los días. El resultado obtenido es restado a la Tb (Herms, 2004) y es
expresada con la siguiente fórmula:
í ( ) ( ) ( )
2.5.4.2. Método de promedios modificados
Cuando la Temperatura Diaria (TD) fluctúa sobre o bajo la Tb, el método de promedios
puede sobreestimar el número de Grados-día (°D). Esto se ocasiona cuando el desarrollo
del insecto ocurre en periodos cuando la temperatura está encima de la Tb. En dicho caso el
método de promedios modificados puede calcular los Grados-días (°D), siendo más exacto
para predecir la actividad de plagas que el método de promedios. El método de promedios
modificados, es calculado de la misma manera, excepto que sustituye la Tmin cuando ésta
cae por debajo de la Tb (Herms, 2004). El cual es demostrado de acuerdo a la siguiente
fórmula:
( ) ( ) ( )
2.5.4.3. Método de onda sigmoidal modificada.
Este método hace uso de los patrones de la TD, los cuales son parecidos a una función
sigmoidal. La cantidad de Grados-días (°D) se determina calculando el área bajo la curva
de las temperaturas y bajo la Tb (Herms, 2004). Es más exacto cuando la Tmin cae por
debajo de la Tb.
22
2.5.4.4. Herramientas de informática
a) Vensim 4.2
Vensim es una herramienta visual de modelización que permite conceptualizar,
documentar, simular, analizar y optimizar modelos de dinámica de sistemas. Además,
provee una forma simple y flexible de construir modelos de simulación mediante diagramas
de influencia y diagramas de Forrester (Dormido y Morilla, 2005).
b) Simpec 3.1
Sistema de Información para el Monitoreo del Potencial Ecológico de los Cultivos
(SIMPEC), es una plataforma informática que funciona como interface entre los modelos y
las bases de datos históricos de clima, para calcular el número de generaciones de cualquier
especie de insecto (Quijano et al., 2011).
c) Arcview 3.3
Este es un Sistema de Información Geográfico amigable que permite crear, analizar,
visualizar, exportar e imprimir mapas a partir de datos en formato digital (Fallas, 2008).
23
3. JUSTIFICACIÓN
Debido a que la caña de azúcar (Saccharum officinarum) es uno de los cultivos con mayor
superficie sembrada en Morelos con 16, 974 ha y una producción de hasta 899,459 t (SIAP,
2012), es importante realizar estudios de las principales plagas y enfermedades que pueden
afectar su producción. Al ser Praelongorthezia acapulcoa una plaga reemergente en el
cultivo de caña de azúcar que podría afectar la producción debido a sus hábitos
alimenticios, se hace necesario determinar los requerimientos térmicos de esta escama
alimentada con caña de azúcar, debido a que actualmente no sé cuenta con esta
información. Esta información básica permitirá elaborar un mapa de riesgo de la plaga, para
que los productores puedan tomar medidas preventivas para su control. Para la obtención de
esta información, es necesario contar con las temperaturas de su desarrollo biológico bajo
diferentes condiciones.
24
5. HIPÓTESIS
Con el mapa de riesgo se obtendrá la ubicación de áreas de riesgo acorde al número de
generaciones anuales potenciales de Praelongorthezia acapulcoa, de acuerdo a las
condiciones de temperatura de la zona cañera de Morelos.
25
4. OBJETIVOS 4.1. Objetivo general
Determinar los lugares con alto riesgo de incidencia de Praelongorthezia acapulcoa en las
zonas cañeras de Morelos con base en sus requerimientos térmicos.
4.2. Objetivos específicos
1.- Calcular la Temperatura base (Tb) y las Unidades Calor Acumuladas (UCA) de P.
acapulcoa, a partir de su ciclo biológico en diferentes condiciones ambientales.
2.- Generar el mapa de riesgo de P. acapulcoa en el cultivo de caña de azúcar en Morelos.
26
5. MATERIALES Y METODOS
El presente trabajo se realizó en el Laboratorio de Fitopatología del Instituto Nacional de
Investigaciones Forestal Agrícola y Pecuaria (INIFAP) en el Campo experimental
“Zacatepec”, Zacatepec, Morelos (Figura 4) (18º39'32.4" N, 99º11'42" O).
5.1. Obtención del material biológico
Se colectaron manualmente hembras adultas de P. acapulcoa en una plantación de caña de
azúcar en la localidad de Puente de Ixtla, Morelos (18° 43´N, 99° 22´O) del cultivar ITV92-
1424, durante el mes de julio del 2012, donde previamente se habían identificado colonias
de este insecto.
Las hembras colectadas se llevaron al Laboratorio, donde se colocaron en recipientes de
plástico transparente con una capacidad de 628 cm3 (10 cm x 18 cm x 11.5 cm) (Figura 5) y
se alimentaron con hojas de caña de azúcar (cultivar ATEMEX-940) de 12 cm de longitud,
colectadas en el campo experimental del INIFAP. Las hojas se apoyaron en una esponja
Figura 4. Ubicación del Instituto de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias en
el campo experimental “Zacatepec” en Morelos.
27
absorbente (10 cm x 2 cm) con agua, para evitar su deshidratación se regaron las esponjas
cada tercer día.
Con el objeto de reconocer cada estado de desarrollo de P. acapulcoa, se realizaron
observaciones bajo microscopio óptico (Nikon Eclipse E600) de los segmentos antenales,
tamaño y estructura cerosa que los recubre, y se tomó una serie de fotografías de los
ejemplares.
Las diferencias morfológicas de los estadios de desarrollo fueron corroboradas por Vicente
E. Carapía Ruíz (IPRO, Universidad Autónoma del Estado de Morelos).
Previo al experimento, se realizó un ensayo en el laboratorio durante el periodo julio –
agosto 2012 (Figura 6), para poder reconocer los estadios biológicos de P. acapulcoa, y
ajustar las técnicas de manipulación y observación del insecto. Durante el ensayo se
aislaron en recipientes de plástico, una muestra de 50 ninfas arregladas en cinco
repeticiones de 10 individuos.
Figura 5. Jaulas diseñadas con
recipientes de plástico transparente y
superficie cubierta con tela de organza.
Figura 6. Repeticiones con ninfas neonatas.
28
5.2. Obtención de ninfas de Praelongorthezia acapulcoa
Para montar el experimento se realizó una segunda colecta de ejemplares de P. acapulcoa
en caña de azúcar en la localidad de Puente de Ixtla, durante el mes de agosto del 2012. Los
ejemplares fueron llevados al laboratorio donde se separaron las hembras adultas en estado
reproductivo, de las cuales se obtuvieron ninfas recién emergidas del ovisaco.
Se aislaron 24 hembras y se colocaron en dos recipientes de plástico transparente de 19.5
cm x 7 cm x 11.5 cm, las tapas de los recipientes fueron perforadas y cubiertas con tela de
organza (Figura 7). Los individuos se alimentaron con hojas de caña de azúcar colocadas
sobre una base de esponja húmeda para evitar su deshidratación. Se mantuvieron bajo estas
mismas condiciones en espera de la emergencia de ninfas neonatas que fueron usadas para
montar el experimento.
5.3. Desarrollo del ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa
Se establecieron tres condiciones de cría: a) Condición de laboratorio, b) Bajo cubierta
(área techada con lámina de asbesto y forrada con malla anti-áfidos 3 m de largo x 2 m de
ancho x 5 m de altura), y c) En campo abierto a las afueras del laboratorio de Fitopatología.
Para cada condición se colocó una n=100 individuos, arreglados en cinco repeticiones de
Figura 7. Hembras aisladas de Praelongorthezia
acapulcoa en estado reproductivo.
29
20 neonatas. Diariamente, se registró la mortalidad (%) y la supervivencia (%) hasta que el
último individuo llegó a estado adulto y dio paso a la siguiente generación.
5.3.1. Condición establecida en el laboratorio de Fitopatología
Se diseñaron cinco recipientes de plástico transparente de fondo plano (19.5 cm x 7 cm x
11.5 cm) para cada repetición (20 individuos en cada repetición, n=100), perforando y
cubriendo las tapas de los recipientes con tela de organza, para evitar el escape de las ninfas
o entrada de posibles depredadores, y al mismo tiempo permitiendo el intercambio de aire
(Figura 8).
Las ninfas fueron alimentadas con hojas de caña de azúcar del cultivar ATEMEX-940. Con
el objeto de prolongar la durabilidad de las hojas, se eligieron plantas de entre un 1.5 y 2 m,
siendo éste estado fenológico intermedio el más resistente a la deshidratación. Se colocaron
dos hojas de caña de azúcar de 15 cm (lavadas previamente con agua de la llave) insertadas
en una base de esponja absorbente en una posición horizontal. La esponja se humedecía
todos los días para evitar la deshidratación de las hojas.
Se colocaron las ninfas neonatas emergidas durante 24 hrs para cada repetición hasta
completar 20 individuos (Figura 9).
Figura 8. Jaulas diseñadas para la condición en
laboratorio.
Figura 9. Repeticiones del experimento en
condición de laboratorio.
30
5.3.2. Condición dentro de un área techada con lámina de asbesto y forrada con malla
anti-áfidos
Se elaboraron cinco jaulas (60 cm de altura x 10 cm de ancho) con base de madera, que
fueron cubiertas con tela de organza transparente, dejando un costado adherido con velcro
para poder realizar las observaciones (Figura 10).
Se trasladaron de Tlaltizapán, Morelos, cinco plantas de caña de azúcar del cultivar ITV92-
1424 (una para cada repetición con 20 individuos, n=100), con un tamaño aproximado de
50 cm y fueron trasplantadas en macetas de 28 cm de alto x 30 cm de diámetro, y se
cubrieron con las jaulas previamente descritas. En cada una de las plantas se colocaron las
ninfas sobre la segunda hoja de la planta. Las macetas se ubicaron dentro de un área
techada con lámina de asbesto y forrada con malla anti-áfidos. Las características de esta
condición es un ambiente libre de posibles depredadores y bajo sombra (Figura 11). Se
colocaron las ninfas neonatas emergidas en un transcurso de 24 hrs para cada repetición y
se continuó hasta completar la condición del experimento.
Figura 10. Jaulas diseñadas en
condición bajo cubierta.
Figura 11. Repeticiones en condiciones bajo cubierta.
31
5.3.3. Condición en campo abierto en las afueras del laboratorio de Fitopatología
Semejante a la condición anterior y con el mismo diseño de jaulas (Figura 12), se ubicaron
en campo abierto frente al laboratorio de Fitopatología del INIFAP, cinco plantas de caña
de azúcar infestadas individualmente con 20 neonatas (Figura 13).
Las características de esta condición son las más cercanas al ambiente natural de P.
acapulcoa en plantaciones de caña de azúcar, expuestas a la luz solar directa y lluvias
ocasionales de la temporada. Se colocaron las ninfas estadio I emergidas en un transcurso
de 24 hrs para cada repetición y se continuó hasta completar la condición del experimento.
5.4. Registro de temperaturas (°C) durante el desarrollo de Praelongorthezia
acapulcoa
Para las tres condiciones antes descritas, se registraron la temperatura (°C) y humedad
relativa (HR) cada hora, con un “Datalogger” (marca HOBO), desde el momento en que se
colocaron las ninfas del estadio I, hasta que llegaron a estado adulto y emergió la primera
generación.
Figura 12. Jaulas diseñadas para
condición de campo abierto.
Figura 13. Repeticiones en condición en condición de
campo abierto.
32
5.5. Cálculos para la obtención de la Temperatura base (Tb) y Unidades Calor
Acumuladas (UCA) de Praelongorthezia acapulcoa
Con los datos obtenidos del ciclo biológico de P. acapulcoa en las tres condiciones
ubicadas en el Campo experimental “Zacatepec”, INIFAP. Se calculó la Temperatura base
(Tb) empleando la ecuación de Soto et al., 1999:
( )( ) ( )( )
( ) ( )
Donde:
Tb= Temperatura base
n1= Duración del desarrollo de P. acapulcoa (días) de cada nivel térmico (de las
condiciones 1,2 y 3 antes mencionadas)
Ti= Temperaturas promedio de cada nivel (1,2 y 3)
Se realizó una serie de combinaciones entre los niveles
a) Combinación de los niveles 1 y 2
( )( ) ( )( )
( ) ( )
b) Combinación de los niveles 1 y 3
( )( ) ( )( )
( ) ( )
c) Combinación de los niveles 2 y 3
( )( ) ( )( )
( ) ( )
33
d) Los valores de Tb obtenidos se promediaron para obtener una estimación más precisa de
las condiciones de temperaturas en las que se puede desarrollar P. acapulcoa.
e) Una vez obtenida la Tb, se calculó las Unidades Calor Acumuladas (UCA) de P.
acapulcoa, empleando el método de “temperaturas medias”.
K=(n) (T-Tb)
Donde:
K= constante térmica (°D) o Unidades Calor Acumuladas (UCA)
n= duración promedio del desarrollo de las tres condiciones (días)
t= temperatura promedio del periodo de las tres condiciones (°C)
Tb= Temperatura base promedio (°C)
5.6. Análisis de influencia de la temperatura en el ciclo de Praelongorthezia acapulcoa
Para verificar una relación funcional entre la tasa de desarrollo de P. acapulcoa y
temperatura, se llevó a cabo un análisis de regresión lineal simple (Hernández, 2010). Este
análisis se realizó mediante el programa estadístico R: A Language and Environment for
Statistical Computing.
5.7. Análisis de influencia de la humedad relativa (HR) en el ciclo de Praelongorthezia
acapulcoa
De la misma forma a la antes descrita, se realizó una regresión lineal simple para evaluar si
la humedad relativa (HR) es un factor que pudiera influenciar en la duración del ciclo
biológico de P. acapulcoa.
34
5.8. Elaboración del mapa de riesgo para Praelongorthezia acapulcoa en zonas
productoras de caña de azúcar del estado de Morelos
5.8.1. Datos históricos de temperaturas para Morelos
Se utilizó la información de la base de datos ERIC 3 de 21 estaciones agroclimatológicas
históricas, su distribución geográfica se puede ver en la figura 14. Con esta información se
realizó el cálculo el número de generaciones anuales de P. acapulcoa en Morelos.
5.8.2. Análisis de datos
Los datos registrados de temperatura (°C) desde neonatas hasta que estas fueron adultos y
dieron paso a la siguiente generación, sirvieron para calcular la Tb y las UCA de P.
acapulcoa. Utilizando la base de datos histórica de temperatura (°C) de cada estación ERIC
3 en Simpec® versión 2.1, trabajando simultáneamente con Vensim
® versión 4.2, se estimó
Figura 14. Ubicación de las 21 estaciones agroclimatológicas históricas en Morelos.
35
el número de generaciones de P. acapulcoa para cada una de las estaciones
agroclimatológicas de Morelos. Finalmente, con Arcview® versión 3.3 se proyectaron los
resultados anteriores en el mapa de Morelos; de color verde los lugares donde el riesgo es
bajo (1 a 2 generaciones), de amarillo donde el riesgo es medio (3 a 4 generaciones) y de
rojo donde el riesgo es alto (5 a 6 generaciones).
5.8.3. Ubicación de las zonas productoras de caña de azúcar en riesgo para
Praelongorthezia acapulcoa
En Morelos se ubicaron las áreas destinadas al cultivo de caña de azúcar de riego y
temporal, esta información se traslapó con el mapa del número de generaciones de P.
acapulcoa para cada estación agroclimatológica, obteniendo mediante colores los niveles
de riesgo.
36
6. RESULTADOS
6.1. Datos de temperatura registradas en las condiciones establecidas
De acuerdo a los datos de temperatura registrados en las tres condiciones establecidas
(Cuadro 4), las más altas se registraron en el laboratorio con una Temperatura media (Tm)
de 27.32°C, mientras que en campo abierto se tuvo una Tm de 23.14°C durante el ciclo
biológico de P. acapulcoa.
Cuadro 4. Condiciones en las que se establecieron las ninfas de Praelongorthezia
acapulcoa.
Tm= Temperatura media, HR= humedad relativa, *: Temperatura mínima, **: Temperatura
máxima.
6.2. Biología de Praelongorthezia acapulcoa en tres niveles térmicos
En este experimento no se logró estimar el porcentaje de la mortalidad y supervivencia,
debido a que no se controló la permanencia al 100% de los organismos en las jaulas bajo
las condiciones de campo abierto y área techada.
En la condición 1 (Laboratorio de Fitopatología), la duración media a partir de ninfa I hasta
dio paso a la siguiente generación fue de 47.85 días a 26.47±0.29°C y 55.41±1.26 (%) de
HR, con cuatro individuos finales (Cuadro 5).
Para el desarrollo ninfal, los estadios más cortos fueron el I y III con una duración media de
12.60 días a 27.75±0.34°C con 56.37±1.30 (%) de HR y 12.25 días 26.82±0.29°C con
56.94±1.30 (%) de HR respectivamente. La ninfa II registró el periodo más longevo con
una duración media de 14.50 días a una Tm de 27.52±0.29°C y 57.00±1.30 (%) de HR.
No. Lugar Condiciones
1 Laboratorio de Fitopatología Tm 27.32°C (30.50°C máx.-25.02°C mín.) **
HR 56.54% (67.69% máx.-48.87% mín.)
2 Área techada de asbesto y
forrada con malla anti-áfidos
Tm 23.35°C (24.84°C máx.-20.55°C mín.)
HR 77.32% (85.72% máx.-69.52% mín.)
3 Campo abierto Tm 23.14°C (27.19°C máx.-19.72°C mín.) *
HR 67.19% (84.82% máx.-52.88% mín.)
37
La duración media del estado adulto hasta la emergencia de las primeras ninfas, fue menor
con respecto a los estadios ninfales, con una duración media de 8.50 días a 23.77±0.24°C y
51.34±1.15 (%) de HR (Cuadro 5).
Cuadro 5. Períodos de desarrollo de los estados de Praelongorthezia acapulcoa criados
dentro del laboratorio de Fitopatología.
Etapas de
desarrollo
Total de
individuos
Duración media
(días)
Temperatura media
(°C)
HR
(%)
Ninfa I 40.00 12.60 27.75±0.34 56.37±1.30
Ninfa II 15.00 14.50 27.52±0.29 57.00±1.30
Ninfa III 8.00 12.25 26.82±0.29 56.94±1.30
Adulto 4.00* 8.50 23.77±0.24 51.34±1.15
Ninfa I-Adulto 47.85 26.47±0.29 55.41±1.26
HR= humedad relativa, *: solo un individuo adulto dio paso a la siguiente generación.
En la condición 2 (Área techada), la duración media a partir de ninfa I hasta que dio paso a
la siguiente generación fue de 64.6 días a 22.93±0.47°C y 76.30±2.19 (%) de HR, con
nueve individuos finales (Cuadro 6).
El periodo más corto de los estadios ninfales, fue la ninfa III, con una duración media de
14.20 días a 22.86±0.45°C y 77.51±2.17 (%) de HR. El periodo más largo correspondió a la
ninfa I y II, con una duración media de 16.20 días a 23.68±0.45°C con 78.31±2.15 (%) de
HR, y 16.40 días a 23.12±0.47°C con 76.25±2.27 (%) de HR respectivamente.
La duración media del estado adulto hasta la emergencia de las primeras ninfas fue mayor
que en los estadios ninfales, con una duración media de 17.80 días a 22.05±0.50°C y
73.13±2.17 (%) de HR
Cuadro 6. Período de desarrollo de los estados de Praelongorthezia acapulcoa criados
dentro de un área techada.
Etapas de
desarrollo
Total de
individuos
Duración media
(días)
Temperatura media
(°C)
HR
(%)
Ninfa I 67.00 16.20 23.68±0.45 78.31±2.15
Ninfa II 52.00 16.40 23.12±0.47 76.25±2.27
Ninfa III 28.00 14.20 22.86±0.45 77.51±2.17
Adulto 9.00* 17.80 22.05±0.50 73.13±2.17
Ninfa I-Adulto 64.6 22.93±0.47 76.30±2.19
HR= humedad relativa, *: solo siete individuos adultos dieron paso a la siguiente generación.
38
En la condición 3 (Campo abierto), la duración media a partir de ninfa I hasta que dio paso
a la segunda generación fue de 61.50 días a 23.76±1.10°C y 69.35±4.43 (%) de HR, con 10
individuos finales (Cuadro 7).
Los periodos más cortos de los estadios ninfales, fueron el de ninfa I y ninfa III, ambos con
una duración media de 13.25 días, a 24.17±0.89°C con 74.77±4.06 (%) de HR y
24.20±1.18°C y 67.70±4.57 (%) de HR, respectivamente. El periodo más largo fue la etapa
de ninfa II con una duración media de 13.75 días a una Tm de 24.01±1.11°C y HR de
71.22±4.57 (%).
La duración media del estado adulto hasta la emergencia de las primeras ninfas se extendió
aún más que el de los estados inmaduros, con una duración media de 21.25 días a
22.64±1.22°C y 63.51±4.51 (%) de HR.
Cuadro 7. Período de desarrollo de los estados de Praelongorthezia acapulcoa criados en
campo abierto.
Etapas de
desarrollo
Total de
individuos
Duración media
(días)
Temperatura media
(°C)
HR
(%)
Ninfa I 50.00 13.25 24.17±0.89 74.77±4.06
Ninfa II 31.00 13.75 24.01±1.11 71.22±4.57
Ninfa III 15.00 13.25 24.20±1.18 67.70±4.57
Adulto 10.00 21.25 22.64±1.22 63.51±4.51
Ninfa I-Adulto 61.50 23.76±1.10 69.35±4.42
HR= humedad relativa.
6.3. Temperatura base (Tb) y constante térmica (°D) de Praelongorthezia acapulcoa
Las condiciones fueron ordenadas de menor a mayor de acuerdo a la Tm calculada (Cuadro
8) para realizar la serie de combinaciones (Urra, 2004).
39
Cuadro 8. Descripción de la duración del ciclo biológico y su Temperatura media (Tm) en
cada condición.
Condición Lugar Duración media (días) Tm (°C)
C2 Área techada 64.60 22.93
C3 Campo abierto 61.50 23.76
C1 Laboratorio de Fitopatología 47.85 26.47
C1, C2 y C3= condición 1, 2 y 3, Tm= Temperatura media
La Tb de P. acapulcoa, considerando la combinación de las condiciones 2 y 3 fue de
6.49°C, para la combinación 2 y 1 fue de 12.89°C y para la combinación de la condición 3
y 1 fue de 14.26°C. El promedio de las tres combinaciones proporcionó una Tb de 11.19°C,
en función de esta temperatura las UCA que requiere P. acapulcoa es de 765.11°D (Cuadro
9).
Cuadro 9. Temperatura base (Tb) y Unidades Calor Acumuladas (UCA) de las tres
condiciones establecidas en el INIFAP-Zacatepec, Morelos.
C1, C2 Y C3= condición 1, 2 y 3.Tm=Temperatura media, Tb=Temperatura base, UCA= Unidades
Calor Acumuladas, °D=grados-día.
6.4. Análisis de influencia de la temperatura en el ciclo de Praelongorthezia acapulcoa
La regresión lineal muestra los parámetros estimados de la recta y coeficiente de
determinación para ninfa I, II, III y adulto de P. acapulcoa en los tres niveles térmicos
establecidos (Cuadro 10). Los datos calculados de la tasa de desarrollo de P. acapulcoa,
mostraron un valor extremo para el estado adulto en C2 y C3. Para la estimación del
coeficiente de determinación de la regresión lineal, este dato fuera de tipo se tomó como
dato perdido, y se estimó a partir del promedio de los datos.
Condición Ciclo biológico (días) Tm
(°C) Combinación Tb UCA(°D)
C2 64.6 22.93 C2-C3 6.49
C3 61.5 23.76 C3-C1 14.26
C1 47.85 26.47 C2-C1 12.89
Promedio 57.98 24.38 11.19 765.11
40
Cuadro 10. Parámetros estimados y coeficiente de determinación obtenidos de la regresión
lineal simple. Parámetros estimados
Condición Estado a b r2
C2 Ninfa I -0.033 0.003 0.945
C2 Ninfa II -0.000 0.000 0.999
C2 Ninfa III -0.291 0.015 0.937
C2 Adulto -0.000 0.000 1.000
C3 Ninfa I -0.460 0.022 0.944
C3 Ninfa II -0.499 0.023 0.859
C3 Ninfa III -0.023 0.004 0.957
C3 Adulto -0.004 0.002 0.941
C1 Ninfa I -1.195 0.045 0.912
C1 Ninfa II -0.382 0.016 0.998
C1 Ninfa III -1.29 0.051 0.902
C1 Adulto 0.705 0.052 0.363
a= ordenada al origen, b= pendiente de la recta, r2= coeficiente de determinación.
En la condición 1 (Laboratorio de Fitopatología), el coeficiente de determinación indica
que la temperatura (°C) explica hasta el 91.2, 99.8, 90.2 y 36.3% de la variabilidad de la
tasa de desarrollo para ninfa I, II, III y adulto, respectivamente.
Para la condición 2 (Área techada), el coeficiente de determinación indica que la
temperatura (°C) explica hasta el 94.5, 99.9, 93.7 y 100% de la variabilidad de la tasa de
desarrollo para ninfa I, II, III y adulto, respectivamente.
En la condición 3 (Campo abierto), el coeficiente de determinación indica que la
temperatura explica hasta el 94.4, 85.9, 95.7 y 94.1% de la variabilidad de la tasa de
desarrollo para ninfa I, II, III y adulto, respectivamente.
6.5. Análisis de influencia de la humedad relativa (HR) en el ciclo de Praelongorthezia
acapulcoa
La regresión lineal muestra los parámetros estimados de la recta y coeficiente de
determinación para ninfa I, II, III y adulto de P. acapulcoa para las tres condiciones
establecidas (Cuadro 11).
41
Cuadro 11. Parámetros estimados y coeficiente de determinación obtenidos de la regresión
lineal simple.
Parámetros estimados
Condición Estado A b r2
C2 Ninfa I 0.296 -0.003 0.617 C2 Ninfa II 0.124 -0.000 0.992 C2 Ninfa III -0.085 0.002 0.633 C2 Adulto -0.052 0.001 0.828
C3 Ninfa I 0.019 -0.000 0.100 C3 Ninfa II 0.227 -0.002 0.982 C3 Ninfa III 0.037 0.037 0.277 C3 Adulto 0.091 0.002 0.951
C1 Ninfa I -1.104 0.021 0.711 C1 Ninfa II 0.379 -0.005 0.906 C1 Ninfa III 0.365 -0.005 0.461 C1 Adulto 9.555 -0.175 0.370
a= ordenada al origen, b= pendiente de la recta, r2= coeficiente de determinación.
En la condición 2 (Área techada), el coeficiente de determinación indica que la HR explica
el 63.3 y 82.8% de la variabilidad de los datos de la tasa de desarrollo para el estado de
ninfa III y adulto. Para los estados de ninfa I y II muestra una relación negativa, la HR no
explica la variabilidad de los datos de la tasa de desarrollo para estos estadios.
Para la condición 3 (Campo abierto), el coeficiente de determinación indica que la HR
explica el 10.0, 27.7, 95.1% de la variabilidad de los datos de la tasa de desarrollo para los
estados de ninfa I, III y adulto, respectivamente. Para el estado de ninfa II muestra una
relación negativa entre la HR y la tasa de desarrollo, es decir, la HR no explica la
variabilidad de los datos de la tasa de desarrollo para éste estado.
En la condición 1 (Laboratorio de Fitopatología), el coeficiente de determinación indica
que la HR explica el 71.1% de la variabilidad de los datos de desarrollo para el estado de
ninfa I. Para los estadios de ninfa II, III y adulto muestra una relación negativa entre la tasa
de desarrollo y HR. Es decir, la variabilidad de los datos de la tasa de desarrollo no es
explicada por la HR para éstos estados.
42
6.6. Mapa de riesgo de Prealongorthezia acapulcoa para las zonas de cultivo de caña
de azúcar en Morelos
De los datos obtenidos de Tb y las UCA, se determinó que anualmente existe el riesgo de
que P. acapulcoa presente de 1 a 6 generaciones potenciales. Acorde a los resultados se
estableció una escala de tres niveles de riesgo: bajo (1 a 2 generaciones), medio (3 a 4
generaciones) y alto (5 a 6 generaciones) (Figura 15).
De acuerdo a la ubicación de la región cañera histórica de Morelos, las zonas que presentan
un nivel de riesgo alto se ubican en los municipios de: Amacuzac, Ayala, Jojutla,
Mazatepec, Miacatlán, Puente de Ixtla, Tlaltizapán, Tlaquiltenango, Xochitepec, Zacatepec,
Zapata. Sin embargo, también se encuentran ubicados en zonas de riesgo alto, municipios
que no están en el registro histórico, pero que cuentan con informes de actual siembra y
producción en: Axochiapan, Cuautla, Jantetelco, Temixco, Tepalcingo, Tetecala,
Tlayacapan, Totolapan, Yautepec y Yecapixtla (SIAP, 2012) (Figura 16).
Los municipios ubicados en riesgo bajo (Huitzilac y parte de Cuernavaca) y medio
(Ocuituco, Tepoztlán, Tetela del Volcán, Zacualpan de Amilpas), no cuentan con reportes
de siembra de caña de azúcar. De igual manera, los municipios en los que no se siembra y
que se encuentran ubicados en una zona de alto riesgo son: Atlatlahucan, Coatlán del rio,
Jiutepec, Jonacatepec, Temoac y Tlalnepantla (Figura 15).
43
Figura 15. Nivel de riesgo de Praelongorthezia acapulcoa en Morelos acorde el número de generaciones potenciales anuales.
44
Figura 16. Mapa de riesgo de Praelongorthezia acapulcoa para las áreas de cultivo de caña de azúcar en Morelos.
45
7. DISCUSIÓN
Praelongorthezia acapulcoa es una plaga en caña de azúcar que puede afectar la producción
del cultivo. Actualmente, se busca emplear herramientas que nos permitan predecir el nivel de
daño de plagas en un determinado lugar y momento (Tepole, 2011). El análisis de riesgo de
plagas insectiles dimensiona un problema fitosanitario en un área de cultivo agrícola,
permitiendo tomar medidas precautorias para el control en campo. Estos análisis de riesgo
implican determinar la Tb y UCA de la especie.
7.1. Temperatura base (Tb) y Unidades Calor Acumuladas (UCA) de Praelongorthezia
acapulcoa
Los resultados obtenidos muestran que la Tb y las UCA para P. acapulcoa fueron de 11.19°C
y 765.11°D, respectivamente. Para P. acapulcoa no hay estudios previos relacionados al
calculó de los requerimientos térmicos de su desarrollo. Sin embargo, los siguientes reportes
muestran que P. acapulcoa acumula más calor durante su desarrollo que otras especies de
escamas. Praelongorthezia praelonga Douglas (Orteziidae), una escama considerada plaga en
cítricos, presentó una Tb de 10.28°C y 735.29°D de UCA (Diniz et al., 2010). En tanto que
para escamas de la familia Pseudoccidae estas variables fueron aún más bajas, para
Pseudococcus longispinus Targioni-Tozzetti, plaga de café en Brasil, la Tb y UCA fue
establecida en 8.0°C (estadío ninfal de hembras) y 421°D, respectivamente (Santa-Cecilia et
al., 2011) y para Phenacoccus solenopsis Tinsley, 11.7°C y 367.6°D (machos) y 10.1°C y
317.5°D (hembras) (Prasad et al., 2012).
De acuerdo con Honĕk (1996), con el incremento de la latitud geográfica la Tb disminuye y
aumentan las UCA. En promedio la Tb de especies tropicales es de 12.9-13.7°C, la de
especies subtropicales de 10.4-11.1°C y la especies de zonas templadas de 7.8-9.3°C.
Considerando los reportes, P. acapulcoa se distribuye en zonas tropicales; sin embargo, el
valor de Tb calculado (11.19°C) que es más cercano al de una especie subtropical, lo cual
ocurre también con P. praelonga que tiene una distribución Neotropical y una Tb 10.28°C,
siendo este valor también cercano al de una especie subtropical. Diniz y colaboradores (2010)
sugieren que esto puede deberse a que se crea un microclima favorable, cubriéndose la
46
escama debajo de las hojas, lo cual le permite enfriarse en relación con el medio ambiente.
Dado que P. acapulcoa presenta un comportamiento similar, su Tb cercana a la de una
especie subtropical, podría ser explicada por esta misma razón.
Otro ejemplo es Pseudococcus comstocki Kuwana, que es una especie que se distribuye en
zonas templadas de Asía y Europa (Pellizari et al., 2012), la cual tiene una Tb de 10.10°C y
acumula durante su desarrollo 655.57°D (Joe et al., 2003), este valor es mayor al que acumula
una especie de una zona templada. De acuerdo con Honĕk (1996), P. acapulcoa debería
acumular menos calor durante su desarrollo que P. praelonga por distribuirse a latitudes
mayores. Esto podría señalar que el rango de valores establecidos por ésta regla podrían no
ser del todo estricto.
7.1.1. Total de individuos de Praelongorthezia acapulcoa finales para el cálculo de
Temperatura base (Tb) y Unidades Calor Acumuladas (UCA)
Praelengortezia acapulcoa presenta una metamorfosis completa en machos e incompleta en
hembras (Carapia y Castillo, 2009); para lograr el objetivo del presente estudio se registró
sólo el desarrollo de las hembras, las cuales se alimentaron con caña de azúcar. Debido a que
en los estadios ninfales I y II no es posible diferenciar morfológicamente entre machos y
hembras inicialmente se registraron ambos, pero a partir del estadio ninfal III y en adulto, se
tomaron en cuenta únicamente las hembras.
La diferencia en la duración media de la C3 (8.5 días a 23.77° C) de los adultos de P.
acapulcoa con relación a la de C1 y C2 (17.80 días a 22.05°C y 21.25 días a 22.64°C,
respectivamente) podría ser debida a la desigualdad del número de individuos que lograron
dar paso a la siguiente generación en cada condición (C1=1, C2=7 y C3=10). Sin embargo,
para el cálculo de la Tb y UCA de P. acapulcoa se tomaron en cuenta todos los individuos
que llegaron a adultos sin considerar a los de la siguiente generación, debido a que durante su
desarrollo acumularon calor hasta llegar a dicho estado.
Los requerimientos térmicos obtenidos para P. acapulcoa (Tb=11.19°C y UCA=765.11°C)
fueron calculados a partir de la exclusión de una réplica dentro de la condición campo (C2);
47
debido a que presentaba datos atípicos en la duración media de los ocho adultos finales. La
duración media fue de 62 días a 21.98°C, siendo este resultado poco más del doble de la
duración máxima registrada en las C1 y C3. El periodo más largo registrado fue de 27 días a
una temperatura de 26.51°C. Los individuos que tendieron a desarrollarse lentamente a
períodos de tiempo largos, fueron motivo de exclusión del cálculo final (Wagner et al., 1991).
La diferencia en la duración de desarrollo observada para esta repetición se atribuye a las
diferentes variables bióticas y abióticas que influyeron durante su desarrollo: densidad de
insectos, humedad, lluvia, pH, calidad del alimento y fotoperiodo (Wagner et al, 1991;
Sanidad Vegetal, 2013).
7.1.2. Duración del ciclo biológico de Praelongorthezia acapulcoa en relación con el
alimento de caña de azúcar
Los resultados sugieren que la duración del ciclo biológico fue más corta a temperaturas más
altas. Sin embargo, el desarrollo de un insecto puede estar influido no sólo por la temperatura,
si no por la calidad del alimento (Nava et al., 2005; Tepole, 2011). Para el estudio del ciclo
biológico de P. acapulcoa se utilizaron dos cultivares de caña de azúcar (ITV92 -1421 y
ATEMEX 96-40), seleccionados por la accesibilidad a los mismos durante el experimento.
Tanto el cultivar ITV92-1424 como ATEMEX 96-40 son cultivares que se caracterizan por un
alto contenido de sacarosa de acuerdo al Luis Chávez Carrillo, presidente del Sistema
Producto Caña de Azúcar, quien busca experimentar con ambos cultivares en Michoacán. Por
lo que se considera que ambos cultivares proporcionaron una calidad homogénea durante el
experimento.
La resistencia es un mecanismo genético mediante el cual la planta suprime la invasión en sus
tejidos por un patógeno, el cual normalmente busca para alimentarse de éstos. En Morelos se
reportan cinco cultivares sembrados: CP 72-2086, ITV 92-1424, MY 55-14, ATEMEX 96-40,
MEX 79-431, y actualmente no se cuenta con un reporte o estudio que señale una resistencia
de algún cultivar al ataque de P. acapulcoa, que pudiera afectar el éxito de esta plaga para
alimentarse y que por lo tanto esto influyera en el cálculo de la Tb y UCA.
48
7.1.3. Influencia de la temperatura (°C) en la tasa de desarrollo de Praelongorthezia
acapulcoa
El coeficiente de determinación (r2) calculado a partir de la regresión lineal, indica que el
porcentaje de variación de la tasa de desarrollo es explicada por la temperatura mediante un
modelo lineal (Hernández, 2010). El r2
de los resultados obtenidos, muestra una relación
positiva entre la tasa de desarrollo y la temperatura para las ninfas I, II, III y el adulto, con
excepción del estado adulto en la C1. Ésta diferencia en los resultados del análisis de regresión
lineal se debe al número de individuos finales utilizados para el análisis. El decremento en el
tamaño simple de la muestra, aumenta un error en los análisis de datos. Se considera que el
bajo de números individuos finales, como consecuencia de la alta mortalidad, estuvo influido
por otros factores internos durante el experimento, como técnica de muestreo empleada (Dent,
2000). Para esta condición (C1), se considera que el principal factor que influyó en el presente
resultado, fue la técnica de manipulación de los individuos durante el experimento. En éste
caso, para observar una relación positiva entre la tasa de desarrollo y temperatura estado
adulto, es necesario aumentar el número de individuos finales en la muestra
7.1.4. Influencia de la humedad relativa (HR)
De acuerdo con los resultados, la relación entre la tasa de desarrollo y la HR no muestra una
tendencia positiva. La influencia de la HR en la biología de invertebrados terrestres, es
considerada un factor secundario que puede influir en la tasa de desarrollo de algunos insectos
(Sánchez, 2006).
7.2. Mapa de riesgo de Praelongorthezia acapulcoa en caña de azúcar cultivada en
Morelos
El mapa de riesgo de P. acapulcoa en caña de azúcar muestra que gran parte de Morelos se
encuentra en una zona de riesgo alto. Las zonas de riesgo alto son aquellas en las que el
insecto se ve expuesto a menos días con temperaturas más bajas (SIAFEG, 2013). De acuerdo
al análisis detallado de la red de estaciones históricas y los requerimientos térmicos
calculados, las regiones suroeste y centro de Morelos tienen las condiciones más favorables
para el desarrollo óptimo de P. acapulcoa pudiendo presentar hasta seis generaciones en
49
municipios como Jojutla, Tlaquiltenango, Tlaltizapán y Ayala que son justamente unos de los
que tienen la mayor superficie sembrada y mayor producción en el estado (SIAP, 2013).
En Morelos, las regiones con un riesgo bajo y medio fueron aquellas que presentan menor
frecuencia de condiciones de clima favorable. Las localidades con riesgo bajo están ubicadas
en Huitzilac y norte de Cuernavaca, y con riesgo medio fueron ubicadas en Tetela del Volcán
y parte de Tepoztlán, Tlalnepantla y Cuernavaca, Ocuituco y Zacualpan de Amilpas.
Localidades como Huitzilac y Tetela del Volcán son regiones templadas, que se encuentran
clasificadas en zonas de riesgo bajo y medio, respectivamente, en estos municipios no se tiene
registrado que se cultive caña (SIAP, 2013). No obstante, si se llegara a establecer su cultivo
existiría el riesgo de que se presentara al menos una generación.
Infestaciones por P. acapulcoa durante septiembre de 2012 se ubicaron en áreas cañeras de
Morelos en las zonas de riesgo alto. De acuerdo con los reportes del CESVMOR, el
porcentaje de incidencia en parcelas puede variar del 8.3 al 100%. Parcelas con infestación de
esta plaga han sido encontradas en localidades de Miacatlán (con 92 parcelas), Ayala (ejido de
Moyotepec con 39 parcelas), Xochitepec (con 44 parcelas), Zacatepec (13 parcelas) y Jojutla
(ejido de Tlatenchi con 10 parcelas) (J. Patricio R., 2012. Comunicación personal 2). El
número de parcelas infestadas sugiere que esta plaga de caña de azúcar, tiene el potencial de
alcanzar altos niveles de infestación como lo sugiere el presente análisis de riesgo.
El mapa de riesgo además de mostrar el potencial de infestación de P. acapulcoa en caña de
azúcar en Morelos, refleja su distribución potencial acorde a la distribución del huésped y las
condiciones de temperatura.
Un factor que influye para la infestación de cultivos agrícolas es la presencia de huéspedes
alternos. Los huéspedes alternos hacen que la dispersión de las plagas se magnifique
asegurando su abundancia en caña de azúcar (García et al., 1999). Actualmente, no se tiene
registro de huéspedes alternos de P. acapulcoa, el único reporte que se tiene es sobre una
2 Ing. Patricio Romero Jesús Coor. Campaña Fitosanitaria de caña de azúcar (CESVMOR)
50
maleza no identificada en caña de azúcar (Morrison, 1952 citado por Carapia y Castillo,
2009). Los huéspedes alternos pueden estar asociados a maleza asociada a la caña de azúcar.
51
8. CONCLUSIONES
Para determinar el riesgo al ataque de P. acapulcoa en zonas cañeras de Morelos, se realizó
un estudio considerando las variables climáticas que favorecen la presencia de esta plaga, el
cual se representó en un mapa de riesgo. De acuerdo con los resultados obtenidos se puede
concluir que:
1.- La Temperatura base (Tb) a la que se desarrolla P. acapulcoa es de 11.19°C.
2.- Las Unidades Calor Acumuladas (UCA) que requiere P. acapulcoa durante su ciclo
biológico son de 765.11°D. Gran parte de Morelos tiende a presentar con gran frecuencia las
temperaturas óptimas durante todo el año, favoreciendo que P. acapulcoa acumule el calor
necesario para completar su desarrollo en dos meses, aproximadamente.
3.- La Temperatura base (Tb) y Unidades Calor Acumuladas (UCA) de P. acapulcoa
alimentada con caña azúcar estiman un potencial de una a seis generaciones anuales de esta
plaga en Morelos. Las condiciones presentes para la gran parte del estado son las favorables
para el desarrollo óptimo de ésta plaga.
4.- Derivado del mapa de riesgo, las zonas productoras de caña de azúcar con alto riesgo
(cinco-seis generaciones/año) de P. acapulcoa son aquellas ubicadas en los municipios de:
Amacuzac, Axochiapan, Ayala, Cuautla, Jantetelco, Jojutla, Mazatepec, Miacatlán, Puente de
Ixtla, Temixco, Tepalcingo, Tetecala, Tlaltizapán, Tlaquiltenango, Tlayacapan, Totolapan,
Xochitepec, Yautepec, Yecapixtla, Zacatepec y Zapata. Estos municipios son justamente los
que cuentan con la mayor cantidad de hectáreas sembradas y donde se tiene la mayor
producción de caña de azúcar.
52
9. PERSPECTIVAS
El estudio detallado sobre los requerimientos térmicos para cada una de las diferentes fases de
desarrollo de P. acapulcoa, podría detectar fechas de su aparición en campo, así como abrir la
posibilidad de mejorar la eficiencia de aplicación de algún método de control en las parcelas
de caña de azúcar. Si bien los requerimientos térmicos fueron calculados en base al alimento
de dos cultivares de caña de azúcar, es menester determinar la posibilidad de la
susceptibilidad ciertos cultivares al ataque de P. acapulcoa para poder realizar un estudio
más detallado del nivel de riesgo en regiones cañeras.
Se considera que la información obtenida puede dar paso a realizar mapas de riesgo en
diferentes zonas productoras de caña de azúcar a nivel nacional. Así mismo, es importante
realizar difusión de estudios de análisis de riesgo, que es una herramienta que permite
dimensionar el potencial de incidencia de P. acapulcoa u otros patógenos en caña de azúcar.
53
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