Control biológico del salivazo (Mahanarva andigena) en caña de azúcar
(Saccharum officinarum) con Metarhizium sp. (Fungi: Ascomycota:
Clavicipitaceae)
Wilfrido de la Cruz
1
y Wilson D. Cajilima A.
2
1
Universidad Estatal Amazónica, Puyo, Ecuador
wilocruz7@yahoo.com
2
Laboratorio de Producción de Entomopatógenos, Agrocalidad, Puyo, Ecuador
Resumen
El uso de insecticidas químicos causa daños al medio ambiente y a la salud del
hombre, por lo que este estudio caracterizó y evaluó cepas nativas de hongos para el
control biológico del salivazo, el homóptero Mahanarva andigena, en la caña de
azúcar, Saccharum officinarum. Las cepas nativas del entomopatógeno Metarhizium
sp. procedían de tres sectores cañeros del cantón Pastaza, y se desarrollaron en dos
medios de cultivo, Papa Dextrosa Agar (PDA) y Sabouraud Dextrosa Agar (SDA)
con 10 repeticiones. La cepa C1 del sector Las Américas alcanzó mayor
crecimiento a las 624 horas, con 7,80 y 8,00 cm de diámetro en las cajas Petri. Las
diferencias morfoculturales encontradas entre cepas del entomopatógeno se
atribuyen a los medios de cultivo y probablemente a la existencia por comprobar de
diferentes especies de Metarhizium. La cepa C1 se aplicó a las plantas de caña de
azúcar (795 plantas) infestadas con salivazo en un diseño completamente al azar
con 5 réplicas, y se determinó la efectividad biológica de la cepa aplicando tres
titulaciones en el campo: 2,8x10
7
,
4,8x10
7
y
1,1x10
8
conidios/ml. Se obtuvo un
mejor resultado con la titulación de 1,1x10
8
conidios/ml con una efectividad del
90,95% con dos dosis de aplicación a intervalo de 8 días. Se sugiere que la cepa de
Metarhiziuim originaria de la zona de Las Américas, la misma que se encuentra en
la colección de entomopatógenos de la Universidad Estatal Amazónica, sea
utilizada como biocontrolador de la plaga M. andigena, que es la causa de grandes
pérdidas económicas en los sectores agrícolas y agroindustriales de la región.
Abstract
The use of chemical insecticides causes damage to the environment and human
health, so as an alternative this study characterized and evaluated native fungal
strains for biological control of spittlebug, the homopteran Mahanarva andigena in
sugarcane, Saccharum officinarum. The strains of the native entomopathogen
De la Cruz y Cajilima
19
Metarhizium sp. were obtained from three sugarcane-growing sectors of canton
Pastaza, and were grown in two culture media, Potato Dextrose Agar (PDA) and
Sabouraud Dextrose Agar (SDA) with 10 repetitions. The C1 strain from the Las
Americas sector grew the fastest, reaching 7,80 and 8,00 cm diameter in the Petri
dishes at 624 hours following inoculation. Morphocultural differences exhibited
between strains of the entomopathogen are attributed to the culture media and
probably indicate the existence of different species of Metarhizium. The C1 strain
was applied to 795 sugar cane plants infested with spittlebug in a completely
randomized design with 5 replicates, and the biological effectiveness of the strain in
the field was determined with three different titrations: 2,8x10
7
,
4,8x10
7
and
1,1x10
8
conidio/ml. The best results were obtained with the titration of 1,1x10
8
conidio/ml, resulting in an effectiveness of 90,95% with two doses of application at
an 8-day interval. We suggest that the Metarhizium strain that originated in the area
of Las Americas, which is held in the entomopathogenic collection at the
Universidad Estatal Amazónica, be used as a biocontrol of M. andigena, a pest
which causes great economic losses in the agricultural and agroindustrial sectors of
the region.
Palabras claves: Control biológico, salivazo, caña de azúcar, Mahanarva
andigena, Metarhizium, Saccharum officinarum
Introducción
La caña de azúcar (Saccharum
officinarum L.) es uno de los cultivos de
mayor importancia económica en el
cantón y provincia de Pastaza, ya que
genera fuentes de trabajo por la
necesidad de mano de obra durante su
desarrollo e industrialización. Diversos
organismos atacan los cultivos de caña
de azúcar, los que se agrupan bajo el
contexto plaga; ellos reducen el
rendimiento del cultivo e incrementan
los costos de producción y afectan la
calidad del producto (Gómez, 2002).
Peck (1998), Rogg (2001) y Bustillo
(2011) destacan entre las plagas al
conocido salivazo, Mahanarva
andigena (Jacobi) (Homoptera:
Cercopidae).
El desarrollo del homóptero se ve
favorecido por la alta humedad relativa
que caracteriza a la provincia de
Pastaza, y provoca grandes pérdidas
económicas a los productores de caña.
El daño es causado por la fase adulta del
insecto que para alimentarse perfora y
succiona las partes verdes del “cogollo”,
lo que seca las hojas. Es la típica
intoxicación sistemática llamada
“quema de las hojas” que reduce el
crecimiento de la planta y en casos
Control biológico del Salivazo
extremos la seca por completo (Anon,
1982).
La implementación de sistemas
agrícolas sostenibles contribuye a
reducir este efecto; dichos sistemas
están basados en el control cultural, en
los enemigos naturales y en el uso de
organismos entomopatógenos que
reducen las poblaciones de plagas.
Actualmente, se han identificado y
estudiado diversas especies de hongos
como biocontroladores; muchos de ellos
son utilizados exitosamente en
programas de Manejo Integrado de
Plagas (MIP). Shannon et al. (1993)
vieron que dos hongos
entomopatógenos Metarhizium
anisopliae (Metsch.) Sorokin y
Beauveria bassiana (Bals.-Criv.) Vuill.
presentaban buena virulencia contra
larvas de segundo y tercer estadio de los
coleópteros Phyllophaga menetriesi
(Blanchard) y P. vicina Moser,
respectivamente. En este mismo sentido
Rodríguez del Bosque (2003), al
evaluar bajo una modificación de la
“prueba máxima” diversas cepas de M.
anisopliae y B. bassiana contra larvas
de Phyllophaga crinita (Burm.),
concluye en términos generales que las
cepas de M. anisopliae fueron más
virulentas que las de B. bassiana al
registrar en uno de sus tratamientos un
96% de mortalidad a los 10 días de
haberse aplicado. Metarhizium
anisopliae ha demostrado que puede
controlar el salivazo, por lo que este
estudio pretende caracterizar y evaluar
cepas nativas para el control biológico
de Mahanarva andigena.
Materiales y Métodos
La recolección de insectos
parasitados por Metarhizium sp. (Figura
1) se realizó en tres sectores cañeros del
cantón Pastaza: cepas C1 y C2 del
sector Las Américas y C3 del sector La
Tarqui. Las cepas fueron trasladadas al
laboratorio de Entomopatógenos de
Agrocalidad en Puyo. Los insectos se
depositaron en frascos de vidrio en una
solución de agua esterilizada y 0,3 ml de
oxitetraciclina, para luego extraer 3 ml
del preparado con una jeringa y aguja
hipodérmica.
Figura 1. Individuos de Mahanarva
andigena parasitados por Metarhizium sp.
Para el aislamiento de los conidios
(estructuras propagativas, esporas
De la Cruz y Cajilima
21
asexuales, unicelulares, hialinas,
ovoides) en laboratorio se empleó como
sustrato sólido el arroz pre-cocido. Las
esporas del hongo Metarhizium se
recolectaron después de colectar los
insectos y se sembraron sobre el sustrato
sólido de arroz según la metodología de
Rogg (2001).
En la evaluación de las
características morfoculturales de
Metarhizium se emplearon los medios
de cultivos sintéticos Papa Dextrosa
Agar (PDA) y Sabouraud Dextrosa
Agar (SDA), y se consideró el tiempo
de aparición de micelios, conidios y
coloración hasta la cosecha.
Posteriormente se seleccionó la cepa
con mejores características de
crecimiento y producción de conidios,
que fueron producidos en mayor
cantidad en granos de maíz de la
variedad “mote” (Zea mays L.) pre-
cocido para proceder a la prueba de
campo. Se realizó análisis de varianza,
según diseño completamente aleatorio,
con arreglo factorial 2 x 3, para las
variables medios de cultivo (2) y
número de cepas de Metarhizium (3)
con 10 réplicas con un total de 60
unidades experimentales.
Para el ensayo de campo se
delimitaron 20 parcelas (15 x 20 m
2
)
con 53 plantas de caña cada una, a 7 m
de distancia entre parcelas, con un total
de 1.060 plantas, y se marcó el
perímetro con cinta de color. Los
tratamientos experimentales fueron tres,
más el testigo, con dosis de
Metarhizium 2,8x10
7
,
4,8x10
7
y
1,1x10
8
conidios/ml de la Cepa 1, con 5
repeticiones cada uno. Las dosis se
aplicaron a todas las plantas, entre las
06h30 y 08h30, con una bomba de
aspersión a motor.
El monitoreo de las ninfas en cada
planta de caña se efectuó un día antes de
la aplicación, debido a la dinámica de
los adultos que saltan constantemente de
las plantas. A los 7 y 14 días
posteriores a la aplicación de
Metarhizium se contabilizó la
mortalidad de ninfas y adultos
contaminados (Figura 2).
Tanto para el laboratorio y el campo el
análisis estadístico corresponde a un
diseño completamente aleatorizado
según modelo de clasificación simple.
Se aplicó la prueba de Tukey para los
resultados de laboratorio. El coeficiente
de variación (CV) se calculó cuando el
número de insectos resultó cero
transformándose los datos mediante la
función
X
para establecer el nivel de
confiabilidad de los datos de campo. La
efectividad del controlador biológico se
evaluó según la fórmula modificada de
Abbott (1925):
100X
Cd
TdCd
EB
Control biológico del Salivazo
Figura 2. Efectividad biológica de la Cepa 1 de Las Américas de Metarhizium sp. a nivel
de campo.
Donde:
EB = Efectividad Biológica.
Cd = Insectos vivos en parcelas testigo
Td = Insectos vivos en parcelas tratadas después del tratamiento.
Resultados y Discusión
Considerando las características
morfoculturales de las cepas de
Metarhizium sp. obtenidas en el campo,
se supone que se trate de la especie M.
anisopliae, aunque en la presente
contribución, las cepas usadas están
identificadas únicamente al nivel de
género.
Tanto en la zona de La Tarqui
como en la zona de Las Américas,
Metarhizium sp. en los dos medios de
cultivos se comportó de manera similar,
encontrándose que sus características
morfoculturales presentan un conjunto
de micelio blanco de textura
algodonosa, con una colonia de forma y
borde regular, conjunto de conidios
verde olivo elevados, hifas hialinas
ramificadas que forman una capa
productora de esporas. Sus conidios
verde olivos elevados, ovales, truncados
en los extremos formando largas
cadenas basipétalas agrupadas en
De la Cruz y Cajilima
23
columnas, levemente pigmentados de un
tamaño de 6,0 μ x 2 μ de ancho (Figura
3). Sin embargo la cepa C3, de la zona
de La Tarqui que crecieron sobre SDA
se caracterizó por presentar micelio
blanco-hialino de textura compacta, con
una colonia de forma y borde irregular,
conjunto de conidios verde amarillento
semielevado radialmente, hifas hialinas
ramificadas que forman una capa
productora de esporas. Todas las cepas
presentaron un color miel en el lado
posterior de la placa Petri (Figura 3).
Figura 3. Características morfoculturales de Metarhizium sp. en PDA (Papa Dextrosa
Agar) y SDA (Sabouraud Dextrosa Agar) de las cepas C1 y C2 de Las Américas y C3 de
La Tarqui.
El crecimiento en PDA y SDA del
micelio inició a las cero horas con 0.60
cm de diámetro y finalizó a las 624
horas (26 días). Para PDA el micelio
creció de 6.9 a 7.7 cm (min-max),
mientras que en SDA las cepas
alcanzaron 8,0 cm, excepto La Tarqui
(C3) que creció hasta 6,5 cm (Figura 3).
Según ANOVA el factor
crecimiento del micelio a las 624 horas
tiene efecto significativo (p < 0,05), lo
que representa que Metarhizium tendría
una capacidad de reproducción masiva
en un medio de sustrato sólido. Al
realizar la prueba de comparación
múltiple para determinar las medias,
Tukey al nivel de confianza del 95,0%,
las cepas de Las Américas no presentan
diferencias y varían en comparación con
la cepa del sector La Tarqui. Lo que
demuestra que la cepa C1 y C2 (Las
Américas) son óptimas para la
Control biológico del Salivazo
aplicación en campo por su
concentración de esporas y crecimiento
en los dos medios de cultivos, lo que
concuerda con la Norma Cubana 72-04,
1993 (Elósegui y Elizondo, 2010),
donde manifiesta que un
entomopatógeno a utilizarse debe tener
una concentración mínima de 10
8
conidios/ml.
Efectividad biológica de Metarhizium
sp. a nivel de campo
El análisis de varianza indicó una
diferencia significativa (p < 0,0001)
entre tratamientos. El ensayo de
mortalidad del lote testigo no presentó
datos. Con el tratamiento de
Metarhizium sp. se establece que el
mejor tratamiento correspondió a la
concentración de conidios de
1,1x10
8
/ml como se observa en la Tabla
1 sobre la separación entre medias (a, b,
c, d).
De las concentraciones evaluadas,
1.1x10
8
superó el 90% de mortalidad a
los 14 días después de iniciado el
bioensayo (Tabla 1), que confima la
virulencia del aislamiento. Este
resultado demuestra su potencial como
agente de control microbiano contra
ninfas y adultos de Mahanarva
andigena desde el primer estadio (Vélez
et al., 1997; Corral et al, 2006) en
Saccharum officinarum, mientras que
4,8x10
7
es un agente con regular
virulencia, y 2,8x10
7
es de baja
virulencia, el cual provocó el menor
porcentaje de mortalidad (46,10%).
Tabla 1. Porcentaje de mortalidad sintomática y valores de significación estadística de la
aplicación de Metarhizium sp. en ninfas y adultos de Mahanarva andigena.
A las cepas del entomopatógeno
que registraron bajos porcentajes de
mortalidad se atribuyen factores
relacionados a la concentración de
conidios por ml (Tabla 1). Estos
resultados coinciden con los registrados
por Nájera et al. (2005), Poprawski y
Yule (1991) quienes evaluaron
aislamientos de dos entomopatógenos,
Metarhizium anisopliae y Beauveria
bassiana, contra larvas de Phyllophaga
anxia, y concluyeron que esta especie es
Tratamiento
% Mortalidad 7 días
% Mortalidad 14 días
Testigo
0,0 c
0,00 d
Concentración 1,1x10
8
21,1 a
90,95 a
Concentración 4,8x10
7
20,3 a
60,48 b
Concentración 2,8x10
7
15,9 b
46,10 c
De la Cruz y Cajilima
25
más susceptible a la infección causada
por Metarhizium.
Conclusiones
El aislamiento de la Cepa 1
(originaria de Las Américas, Puyo,
Pastaza) de Metarhizium sp. a la
concentración de 1,1x10
8
conidios/ml,
fue la más virulenta contra ninfas y
adultos de Mahanarva andigena, con la
mayor tasa de mortalidad (90,95%) a los
14 días del experimento. Metarhizum
sp. es un agente de control biológico
que ha demostrado su efectividad en el
campo y debería ser parte de los
programas de manejo integrado de la
Mahanarva andigena en parcelas
agrícolas de caña de azúcar.
Literatura Citada
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