Basque Country
February 8, 2012
Researchers at the Basque Institute for Agricultural Research and Development, Neiker-Tecnalia, have confirmed that the use of semi-composted manure in combination with the plastic sealing of the soil is an effective control for Phytophthora capsici, a fungus responsible for a disease that seriously affects greenhouse-grown peppers. The research developed in the PhD thesis by the biologist Mireia Núñez-Zofío, evaluates soil bio-disinfectants that not only combat the proliferation of pathogens, but are also environmentally friendly and economically viable.
For the control of edaphic crop pathogens (those present in the soil), chemical products have traditionally been used that in some cases have adversely affected human health, the soil and the environment. Due to these problems, there is a need to seek out alternatives to chemical soil disinfectants. One of these alternatives techniques is based on biological processes. Neiker-Tecnalia’s research has confirmed that bio-disinfection is an effective control for root and collar rot in greenhouse-grown peppers. This is a disease caused by the soil-borne phytopathogenic fungus Phytophthora capsici; in this setting, chemical disinfection has achieved inefficient results. Bio-disinfection is a low-cost, easy-to-apply technique that can be used in integrated pest management and organic agriculture. It also enables agricultural production to be achieved at competitive prices, while providing an outlet for certain livestock and agro-industrial waste that generate environmental problems (manure, poultry droppings, molasses).
The study was carried out in two very different agroclimatic areas: the Basque Country and the region of Murcia. In the Basque case, adding semi-composted manure to the soil and its subsequent sealing with transparent plastic for six weeks emerged as an effective practice for disease control, despite the fact that the soil temperature reached during the treatment was not high enough to thermally inactivate the Phytophthora capsici oospores. Oospores are resistant spores that survive for long periods of time in the soil and are responsible for the onset of the disease.
The Neiker-Tecnalia researchers have been able to confirm that the degradation of the manure added to the soil raises the concentration of ammonia under the plastic cover and increases the biomass and diversity of the microorganisms in the soil. Following the continued application of bio-disinfection over three years, an improvement in the physical, chemical and biological properties of the soil was likewise observed. This led to an increase in the soil’s buffering capacity that prevented the disease´s development.
The trials that took place in the region of Murcia in summer time confirmed the importance of the high soil temperature to render the P. capsici oospores inactive. However, in autumn, the less favourable season as far as heat is concerned, it was established that organic soil amendments perform a crucial role in reducing pathogen survival. Organic amendments, like semi-composted manure, increased their effectiveness when the treatment was repeated on the same soil for several years, not only for the control of Phytophthora capsici, but also for the phytoparasitic nematode Meloidogyne incognita.
Proliferation of pathogens due to intensive farming
Agriculture based on single-crop farming and intensive production has led to the proliferation of soil-borne pathogens that cause significant production losses in horticultural crops. For years, the strategy for the control of these pathogens has been two-fold: the soil fumigation via the use of chemical products prior to transplantation and the subsequent application of fungicides and insecticides once the crop has been planted. Nevertheless, the scientific evidence of the adverse impact that these chemical practices can have on human health and the environment has led to the emergence of prohibitions and legal restrictions on the use of many chemical products such as methyl bromide, dichloropropene and chloropicrin.
Another drawback of chemical fumigants is that they can bring about a microbiological imbalance in the soil, which increases when the disinfection is repeated on the same soil year after year. Furthermore, they are proven to be insufficient in the control and total eradication of the disease from the agricultural production process. The cost involved in the chemical disinfection of the soil restricts its use to highly profitable crops, as in the case of intensive, greenhouse-grown horticultural crops.
These limitations and the lack of certainty regarding other disinfectant chemical compounds clearly point to the need to seek out alternatives to chemically disinfecting the soil. Such alternatives need to be economically viable as well as devoid of environmental side effects. Among these alternatives, the strategies based on non-chemical means for the control of crops pathogens in the soil, have acquired a growing importance as long as the general public values sustainable production systems. These alternatives include: biocontrol agents, grafting onto resistant rootstocks, solarization and bio-disinfection.
Neiker-Tecnalia comprueba la eficacia de la biodesinfección con estiércol semicompostado para el control del patógeno Phytophthora capsici
Investigadores del Instituto Vasco de Investigación y Desarrollo Agrario, Neiker-Tecnalia, han comprobado la eficacia del uso del estiércol semicompostado en combinación con el sellado plástico del suelo para el control de Phytophthora capsici, hongo causante de una enfermedad que afecta gravemente a los pimientos cultivados en invernadero. El objetivo de la investigación, desarrollada en la tesis doctoral de la bióloga Mireia Núñez-Zofío, ha consistido en evaluar biodesinfectantes para el suelo que combatan la proliferación de organismos patógenos y que resulten respetuosos con el medio ambiente, además de ser económicamente viables.
Para combatir los patógenos edáficos de los cultivos –aquellos que se encuentran en el suelo-, se ha utilizado tradicionalmente productos químicos que en algunos casos han resultado ser perjudiciales para la salud humana, el suelo y el medio ambiente. Esta problemática ha dado lugar a la necesidad de buscar alternativas a los desinfectantes químicos de suelo entre las que se encuentran las técnicas basadas en procesos biológicos. La investigación de Neiker-Tecnalia ha comprobado la eficacia de la biodesinfección para el control de la podredumbre de las raíces y del cuello de los pimientos cultivados en invernadero, una enfermedad causada por el hongo Phytophtora capsici y para la que la desinfección química ha mostrado unos resultados deficientes. La biodesinfección es una técnica de bajo coste y fácil aplicación que se puede utilizar en producción integrada y agricultura ecológica, que posibilita obtener una producción agrícola a precios competitivos, al mismo tiempo que permite dar una salida a ciertos residuos ganaderos y agroindustriales que generan problemas medioambientales (estiércoles, gallinaza, vinazas).
El estudio se ha desarrollado en dos áreas agroclimáticas bien diferentes, el País Vasco y la Región de Murcia. En el caso vasco, la incorporación al suelo de estiércol semicompostado y el posterior sellado plástico del suelo durante seis semanas se presentó como una práctica eficaz para el control de la enfermedad, a pesar de que la temperatura alcanzada en el suelo durante el tratamiento no fue suficientemente alta para inactivar térmicamente a las oosporas de Phytophtora capsici, que son las esporas de resistencia que persisten durante mucho tiempo en el suelo y a partir de las cuales se inicia la enfermedad.
Los investigadores de Neiker-Tecnalia han podido comprobar que la degradación del estiércol incorporado al suelo aumenta la concentración de amoníaco bajo la cubierta plástica y eleva la biomasa y diversidad de los microorganismos del suelo. Tras la aplicación reiterada de la biodesinfección durante tres años, se observó asimismo una mejora de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo, que conllevó un aumento de la capacidad supresora del suelo que impidió el desarrollo de la enfermedad.
Los ensayos realizados en la Región de Murcia durante el verano confirmaron la importancia de la alta temperatura del suelo para dejar inactivas las oosporas de P. capsici. Durante el otoño, la época térmicamente menos favorable, se corroboró que las enmiendas orgánicas desempeñan un papel fundamental en la reducción de la supervivencia del patógeno. Los compuestos orgánicos, como el estiércol semicompostado, aumentaron su eficacia a medida que el tratamiento se reitera sobre el mismo suelo durante varios años, tanto para el control de Phytophtora capsici como para el nematodo fitoparásito Meloidogyne incognita.
Proliferación de patógenos por cultivo intensivo
La agricultura basada en prácticas agrarias con tendencia al monocultivo y la producción intensiva ha provocado la proliferación de patógenos de suelo que generan importantes pérdidas de producción en los cultivos hortícolas. Durante años, la estrategia seguida para el control de estos patógenos ha sido la fumigación del suelo con productos químicos antes del transplante y la posterior aplicación de fungicidas e insecticidas una vez que el cultivo se encuentra plantado. Sin embargo, la evidencia científica del impacto adverso que estas prácticas químicas de desinfección del suelo pueden tener en la salud humana y el medio ambiente ha llevado a la aparición de prohibiciones y limitaciones legales en la utilización de gran parte de los productos químicos que se venían utilizando hasta la fecha (bromuro de metilo, dicloropropeno, cloropricrina).
Otro inconveniente de los fumigantes químicos es que originan un desequilibrio microbiológico en el suelo, que se incrementa a medida que la desinfección se reitera en el mismo suelo año tras año, y no resultan suficientes para controlar las enfermedades hasta niveles soportables y, mucho menos, para erradicarlas de una explotación agrícola. El coste que conlleva la desinfección química del suelo restringe su uso a cultivos de rentabilidad elevada, como es el caso de los cultivos hortícolas intensivos de invernadero.
Las limitaciones expuestas, unidas a la incertidumbre en el uso de otros compuestos químicos desinfectantes en un futuro próximo, han puesto de manifiesto la necesidad de buscar alternativas a la desinfección química del suelo que sean económicamente viables a la vez que medioambientalmente respetuosas. De entre estas alternativas, las estrategias de control de los organismos patógenos del suelo basadas en medios no químicos han adquirido una importancia creciente a medida que la sociedad valora la sostenibilidad de los sistemas de producción. Entre estas alternativas pueden citarse: agentes de biocontrol, injerto sobre patrones resistentes, solarización y biodesinfección.
Neiker-Tecnaliak egiaztatu du simaur erdikonpostatuaren bidezko biodesinfekzioa eraginkorra dela Phytophthora capsici patogenoa kontrolatzeko
Neiker-Tecnalia Nekazaritza Ikerketa eta Garapenerako Euskal Institutuko ikertzaileek simaur erdikonpostatuaren eraginkortasuna egiaztatu dute, lurzorua plastikoz zigilatzeko teknikarekin erabilita Phytophthora capsici patogenoa kontrolatzeko. Onddo horrek berotegietan hazitako piperrak nabarmen kaltetzen dituen gaixotasun bat eragiten du. Ikerketaren helburua izan da organismo patogenoei aurre egiteko gai diren lurzorurako biodesinfektatzaileak aztertzea, eta ikustea ea aldi berean ingurumena errespetatzen duten eta, gainera, ekonomikoki bideragarriak diren. Mireia Nuñez-Zofui biologoaren doktore-tesian oinarritu da lana.
Laboreetako patogeno edafikoei aurre egiteko –lurzoruan daudenak dira–, produktu kimikoak erabili izan dira tradizioz, eta horiek zenbait kasutan kaltegarriak gertatu dira pertsonen osasunerako, lurzorurako eta ingurumenerako. Arazo horiek direla medio, lurzorurako desinfektatzaile kimikoen ordezkoak bilatu behar izan dira, eta horietakoak dira prozesu biologikoetan oinarritutako teknikak. Neiker-Tecnaliaren ikerketak egiaztatu du biodesinfekzioa eraginkorra dela berotegian lantzen diren piperren sustraien eta lepoaren usteldura kontrolatzeko; gaixotasun hori Phytophtora capsici onddoak eragiten du, eta desinfekzio kimikoak emaitza eskasak eman ditu haren tratamenduan. Biodesinfekzioa teknika merkea da, erraz ezartzen da, eta produkzio integratuan zein nekazaritza ekologikoan erabil daiteke. Teknika horrek nekazaritzako produkzioa prezio lehiakorretan lortzeko aukera ematen du, eta, aldi berean, ingurumenean kaltea egiten duten abeltzaintzako zein nekazari-industriako zenbait hondakini irtenbidea ematen die (simaurrak, oilo-gorotzak eta pitarra).
Bi eremu agroklimatiko oso desberdinetan garatu dute azterketa: Euskal Autonomia Erkidegoa eta Murtzia. Hemengo kasuari dagokionez, sei astez lurrari simaur erdikonpostatua gehitu zitzaion, eta, ondoren, plastikoz zigilatu zen; ikusi zen praktika eraginkorra zela gaitza kontrolatzeko, nahiz eta tratamenduan zehar lurzoruan lortutako tenperatura ez zen Phytophtora capsiciren oosporak termikoki desaktibatzeko behar bezain altua izan. Oospora horiek lurzoruan luzaz irauten duten esporak dira, eta, hain zuzen ere, haietatik hasten da gaixotasuna.
Neiker-Tecnaliako ikertzaileek egiaztatu ahal izan dute lurrari gehitutako simaurraren degradazioak amoniakoaren kontzentrazioa handitzen duela plastikozko estalkiaren azpian, eta lurreko biomasa eta mikroorganismoen dibertsitatea handitzen duela. Hiru urtez desinfekzioa behin eta berriz aplikatu eta gero, orobat ikusi zen lurzoruaren ezaugarri fisikoak, kimikoak eta biologikoak hobetu egin zirela; horrek ekarri zuen lurraren ahalmen supresorea ere handitzea, gaixotasuna garatzea galarazi baitzuen.
Murtziako lurraldean udan egindako saiakuntzek erakutsi zuten lurzoruaren tenperatura altua izatea garrantzitsua dela P. capsiciren oosporak inaktibo uzteko. Udazkenean zehar, termikoki garai kaltegarriena izanik, egiaztatu zen emendakin organikoek funtsezko zeregina jokatzen dutela patogenoaren biziraupenaren murrizketan.
Konposatu organikoek —tartean simaur erdikonpostatua— beren eraginkortasuna handitu zuten lur beraren gainean hainbat urtez tratamendua errepikatzen den heinean, bai Phytophtora capsici onddoaren kontrolari dagokionez, bai Meloidogyne incognita nematodo fitoparasitoari dagokionez.
Patogenoak laborantza intentsiboaren erruz ugaritzea
Monolaborean eta ekoizpen intentsiboan oinarritutako nekazaritzak nekazaritza-lurretan patogenoak ugaritzea ekarri du, eta horiek galera handiak eragiten dituzte laboreetan. Urtetan, horiek kontrolatzeko estrategia izan da lurra produktu kimikoekin fumigatzea eta fungizidak eta intsektizidak aplikatzea. Hala ere, praktika kimiko horiek gizakion osasunean eta ingurumenean sortzen duten kontrako eraginaren ebidentzia zientifikoaren ondorioz, debekuak eta legezko mugak agertu dira erabiltzen ari ziren produktu kimiko gehienetarako, besteak beste metilo bromurorako, dikloropropenorako edota kloroprizinarako.
Fumigatzaile kimikoek badute beste eragozpen bat, lurrean desoreka mikrobiologikoa eragiten baitute, eta hori gero eta handiagoa da desinfekzioak urtez urte errepikatzen diren heinean; gainera, ez dira gaixotasunak maila jasangarrietaraino kontrolatzeko gai eta, are gutxiago, errotik desagerrarazteko. Lurzoruaren desinfekzio kimikoak dakarren kostua dela eta, errentagarritasun handiko laborantzara mugatzen du erabilera, esaterako, berotegiko barazkien laborantza intentsibora.
Lehen azaldutako mugen ondorioz, eta etorkizunari begira beste konposatu kimiko desinfektatzaileen erabilerari buruz dauden zalantzen ondorioz, garbi gelditu da ezinbestekoa dela alternatibak bilatzea, alternatiba ekonomikoki bideragarriak eta ingurumenari buruz errespetuzkoak. Alternatiba horien artean, gero eta balio handiagoa ari dira hartzen bitarteko ez-kimikoetan oinarrituta lurreko organismo patogenoak kontrolatzeko estrategiak, gizarteak produkzio-sistemen iraunkortasuna baloratzen duen heinean.
Species
