CONTROL BIOLÓGICO DEL COMPLEJO GALLINA CIEGA

Instituto de Investigaciones en Ecosistemas y Sustentabilidad (IIES - UNAM)

Investigador invitado

Diseño: Cortesía Dr. Trevor Jackson

Miguel B. Nájera Rincón Campo Experimental Uruapan

Investigador titular

Irapuato, Guanajuato. Junio 16 de 2017

Paranomala inconstans

Cyclocephala lunulata

Diplotaxis spp.

Macrodactylus spp.

Isonychus arizonensis

Especies de Melolonthidae rizófagos

70 especies confirmadas como plaga (Morón y Aragón, 2003)

Phyllophaga: 15 especies plaga

Altas densidades de “gallina ciega”

(> 20 larvas por planta)

Amplia distribución en el país

¿QUÉ SE ENTIENDE POR CONTROL BIOLÓGICO?

“Es el uso de organismos vivos como agentes para el control de plagas” (Greathead y Waage 1983) -La población de enemigos naturales depende de la población de la plaga

-Las interacciones entre las poblaciones plaga y de enemigos naturales establecen una regulación y no un control

Agentes entomopatógnos

Agentes entomófagos

Patógenos

Parasitoides

Depredadores

Control Biológico

• Control biológico natural • Control biológico por conservación • Control biológico aplicado • Control biológico clásico

Control Biológico

Control Biológico Natural

Depredadores:

Lanius spp. (Morón, 1997)

Megascops barbarus

(Enriquez, 2007)

Bufo marinus (Morón, 1986)

Mephitis spp. (Gómez et al. 2000) Dasypus spp. (Gómez et al. 2000) Gallus g. domesticus

(Gómez et al. 2000)

Acanthepeira stellata

Calosoma spp. Agonum spp. Harpalus spp.

Asilidae (Mosca ladrona) Apiomerus spp.

Tachinidae (Dexia sp.)

Parasitoides: Diptera

Tachinidae (Cryptomeigenia sp.)

Parasitoide de larvas de Phyllophaga

rubella en plantación de coníferas (Islas, 1964)

Endoparasitoide específico de adultos de Phyllophaga rufotestacea en Chiapas (Ramírez et al. 2006)

Parasitoides: Hymenoptera

Tiphiidae (Tiphia spp.) Scoliidae (Scolia spp.) Pelecinidae (Pelecinus spp.)

Control Biológico por Conservación

• Diversificación del agroecosistema • Labranza reducida o siembra directa • Fertilización orgánica y control biológico

Agricultura de conservación:

• Comunidad compleja con mayor estabilidad • Incremento de la fertilidad del suelo • Incremento de biodiversidad edáfica

Hipótesis sobre la función de la gallina

ciega en la fertilidad del suelo

Su movimiento

promueve la

aireación y

drenaje

Mayor penetración

de raíces

Transporte

bidireccional de MOS

e inorgánica en el

perfil del suelo

Inmovilización y

prevención

de la lixiviación

de nutrientes

en la época húmeda

Exportación de

nutrientes

del suelo al

subsistema aéreo

Degradación

química de la MOS

Deshumificación

y humificación de

compuestos orgánicos

Forrageo y regeneración

de raíces profundas

Relaciones tróficas con otros componentes de la fauna del suelo

Dispersión de

hongos micorrizicos

Regulación

microorganismos

fitopatógenicos

Villalobos et al., (2006)

Efecto del tiempo de adopción de siembra directa sobre la densidad relativa de macrofauna edafícola.

Ciclo O. I. 2004-2005

Efecto del tiempo de adopción de siembra directa sobre la densidad relativa de microfauna edafícola.

Ciclo O. I. 2004-2005

Estimación de microfauna edafícola (Beauveria bassiana )

y = 42672Ln(x) - 16605

R2 = 0.4349*

0,00E+00

2,00E+04

4,00E+04

6,00E+04

8,00E+04

1,00E+05

1,20E+05

1,40E+05

1,60E+05

1,80E+05

0 5 10 15 20 25

Número de ciclos bajo siembra directa

UF

C/g

r d

e s

uelo

seco

Agricultura conservacionista sin insecticida:

74% de incidencia de hongos entomopatógenos

Beauveria spp.

Metarhizium anisopliae

Control Biológico Aumentativo

MICROBIOS BENÉFICOS

Entomopatógenos

Síntomas que ocasionan en el hospedero

Entomopatógenos: Virus

Sección del intestino medio

Oryctes virus (vaculovirus) Patógeno del escarabajo Oryctes rhinoceros.

Entomopatógenos: Bacterias Bacillus popilliae

Patógeno de diversos escarabajos

Bacterias en el hemocele

Serratia entomophila

Patógeno de Costelytra zealandica

Bacteria colonizando el intestino anterior (1) y válvula cardiaca (2)

Entomopatógenos: Protozoarios

Patógenos de varias especies de gallina ciega

21 géneros asociados con escarabajos

Entomopatógenos: Nematodos

Patógenos de varias especies de “gallina ciega”

Steinernematidae: Steinernema (10 sp)

Heterorhabditidae: Heterorhabditis (5 sp)

Estados juveniles fuera del cuerpo de la pupa en busca de hospedero

Mermithidae Varios géneros y 14 especies

Entomopatógenos: Nematodos

Beauveria bassiana y B. brongniartii

Patógenos de varias especies de “gallina ciega”

Las hifas penetran la cutícula, matan al insecto y clolonizan el cadáver

Entomopatógenos: Hongos

Metarhizium anisopliae Patógeno de varias especies de gallina ciega

Entomopatógenos: Hongos

Densidad relativa de microorganismos

en el suelo

• Organismos Densidad (por gr)

• Bacterias 108 - 109

• Actinomicetos 107 - 108

• Hongos 105 - 106

• Microalgas 103 - 106

• Protozoarios 103 - 105

• Nematodos 101 - 102

• (Jackson, 1994)

Recursos para el desarrollo de bioinsecticidas

Diseño: Dr. Trevor Jackson

Microorganismos usados en el control de Scarabaeidae

Plaga Agente Clase Región Producto

Popillia japonica Bacillus popilliae Bacteria formadora de esporas

EUA Doom

Adoryphorus couloni

Metarhizium anisopliae

Hongo Australia Biogreen

Oryctes rhinoceros

Oryctes baculovirus

Baculoviride Grupo C

Pacífico

-

Melolontha melolontha

Beauveria brongniartii

Hongo Europa Varios

Hoplochelus marginalis

Beauveria brongniartii

Hongo Reunión -

Costelytra zealandica

Serratia entomophila

Bacteria no formadora de esporas

Nueva Zelanda

Invade

Control Biológico Clásico

Control biológico (microbiano) de insectos

Tres estudios de caso:

Virus Oryctes para el control del escarabajo rinoceronte en plantaciones de palma de aceite

• Trevor Jackson, Ramle Moslim, Travis Glare, Norman Kamarudin, Nigel Barlow*, Siti Ramlah Ali, and Mohd Basri Wahid

• AgResearch, Lincoln, New Zealand

• Malaysian Palm Oil Board, Kuala Lumpur, Malaysia

• Los adultos ocasionan daños a las palmas de coco y aceite.

• Las larvas se desarrollan en la materia orgánica.

• La política de no quemar residuos generó el aumento de las poblaciones.

El problema con Oryctes rhinoceros en el Sureste de Asia

Distribución de genotipos del virus Oryctes

A, B & C

B

C

A

A

A A

A A

A

A A

A

A

B C

C

C

C

Bioensayos con larvas y adultos de Oryctes rhinoceros

Variación entre cepas – resultados de bioensayos después de 8 semanas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

% M

ort

ali

ty (

co

rr)

A B C

Strain

Larvae Adult

Distribución natural – Colecta de adultos en trampas con feromonas, infección y liberación

Virus Oryctes – ¿Cómo utilizarlo?

Virus Oryctes – ¿Cómo saber si funciona?

Monitoreo de adultos

Efecto en la población de larvas

Canterbury Agriculture & Science Centre

AgResearch, New Zealand

Costelytra zealanadica

Serratia entomophila

Trevor A. Jackson y col.

Costelytra zealandica

(Plaga nativa)

Reduce la producción animal

en 20 – 30 % anualmente

Hongos entomoptógenos para el control de Phyllophaga vetula (Horn) (Coleoptera: Melolonthidae) en cultivos de maíz en Zacapu, Michoacán, México.

Miguel B. Nájera Rincón Trevor A. Jackson Juan Daniel López Mora

Búsqueda de entomopatógenos

• 25 parcelas ubicadas en seis tipos de tierra de la ciénega de Zacapu (clasificación campesina). Suelos andosoles y vertisoles. • Dos tipos de muestreo: general e intensivo en parcelas de una hectárea

Regiones de interes para la disección

Hemolinfa

Pared del intestino anterior Pared del intestino medio

Cuerpos de grasa

Pared del intestino posterior

Lumen del intestino posterior

Cabeza

Identificación de hongos entomopatógenos

Vertisol

24%Quemada

41%

Negra suave

2%

Blanca

2%Mezclada

19%Gris

12%

Tipo de suelo e incidencia natural de hongos entomopatógenos en larvas

de P. vetula. Cultivo de maíz de humedad residual, Zacapu, Michoacán.

95% Beauveria bassiana

5% Metarhizium anisopliae

Tercer estadio avanzado de P. vetula

Selección de aislamientos

(bioensayos)

“Prueba máxima” (Milner, 1992)

Conidias en cajas Petri con medio

de cultivo (PDA).

Excluye aislamientos de baja virulencia.

Periodo máximo de 28 días.

Densidades conocidas de

B. Bassiana

Suelo sin esterilizar (30% de humedad)

Periodo de evaluación 105 días

Evaluación de aislamientos en campo

Parcelas divididas:

Tres materiales de maíz

Seis tratamientos de control microbiano

EVALUACIÓN EN CAMPO

PERSISTENCIA DE B. bassiana EN EL SUELO (180 DDA)

Tratamientos Promedio de

larvas sanas

Mortalidad por

B. bassiana (%)

Colonización

del suelo (%)

33BbGC 1.25 23.1 68.7

12BbGC * 1.00 (P=0.03) 38.5 (P=0.03) 93.7

26BbGC 1.25 20.0 43.7

Testigo 2.06 2.9 12.5

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

1 5 12

Larv

as/c

ep

ell

ón

Tratamientos

Larvas de Phyllophaga spp

A

BC

C

Efecto sobre la densidad de larvas de Phyllophaga spp.

San Francisco Uricho. Erongarícuaro, Michoacán. (DMS=0.05)

B

B

AB

AB

AB

AB

Efecto sobre el rendimiento de grano de maíz Chalqueño braquítico

Cantabria, Zacapu, Michoacán. (DMS=0.05)

DMS rango múltiple (p≤0.05)

Interacciones

P. vetula – hongos micorrízicos arbusculares (HMA). Suelo no estéril

HMA – B. bassiana – Materia orgánica esterilizada

Interacciones

Suelo no estéril

DMS rango múltiple (p≤0.05)

DMS rango múltiple (p≤0.05)

Interacciones

P. Vetula – R. irregularis - B. bassiana Suelo estéril

P. vetula – HMA – B. bassiana – plántulas de maíz Suelo no estéril

Interacciones

DMS rango múltiple (p≤0.05)

Conclusiones

• Existen alternativas para el control biológico del complejo gallina ciega

• La selección de opciones estará en función del sistema de producción y prioridades de los agricultores, con apoyo de los técnicos

• Es fundamental restaurar las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo para recuperar sus servicios ecosistémicos

• Hay líneas de investigación y transferencia de tecnología que requieren ser atendidas

• En el concepto MIP es indispensable considerar muestreos y umbrales económicos locales o regionales

• La participación de agricultores, técnicos investigadores, centros de investigación, fundaciones y dependencias de gobierno es fundamental

Conclusiones

G R A C I A S