EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL USO DE LA MOSTAZA COMO BIOFUMIGANTE DE SUELO EN CULTIVOS HORTÍCOLAS

Septiembre 2014

INFORMACIÓN TÉCNICA Evaluación del efecto del uso de la mostaza como biofumigante de suelo en cultivos hortícolas

EVALUACIÓN DEL EFECTO DEL USO DE LA MOSTAZA COMO BIOFUMIGANTE DE SUELO EN CULTIVOS HORTÍCOLAS Perera González, Santiago; Trujillo Díaz, Luisa

1.- INTRODUCCIÓN El concepto “Biological fumigation” fue utilizado por Kirkegaard et al. (1993a), empleando el término biofumigación en Kirkegaard et al. (1993b) y en Matthiessen y Kirkegaard (1993), apareciendo por primera vez en una revista internacional en Angus et al. (1994). Kirkegaard y Sarwar (1998) define la biofumigación como: “the suppression of soil-borne pest and pathogen by brassica rotation or green manure crops” (Kirkegaard et al., 1993a,b, Angus et al. 1994). En estos trabajos se hace referencia a los efectos supresivos asociados a la liberación de isotiocianatos (ITCs) generados durante la hidrólisis de los glucosinolatos, mediante la acción de la enzima mirosinasa, presente en las brasicas (Lazzeri y Manici 2000, Lazzeri et al., 2004). La concentración de isotiocianatos en el suelo una vez incorporadas las brasicas depende de la ruptura celular de los tejidos de las plantas, de la humedad y de la temperatura, siendo su eficacia mayor cuanto éstas aumentan. Por otro lado, la degradación de los glucosinolatos es mayor en los suelos arcillosos que en los arenosos (Gimsing et al., 2008). Numerosos estudios describen el efecto biofumigante de los abonos verdes sobre nematodos parásitos de plantas. Entre éstos, el genero Meloidogyne (Thoden et al., 2009), Pratylenchus (LaMondia, 2006) así como los nematodos del quiste de la papa Globodera rostochiensis y G. pallida (Lord et al., 2011) destacan como los más estudiados.

2.- OBJETIVO Evaluación del efecto de la utilización de la mostaza como biofumigante del suelo en cultivos hortícolas en invernadero en el Sur de Tenerife.

3.- MATERIAL Y MÉTODOS La parcela objeto de la experiencia está situada en el término municipal de Guía de Isora bajo invernadero de malla y con un cultivo precedente de calabacín con problemas graves de nemátodos y enfermedades de suelo.

Foto 1.- Situación de la parcela objeto del estudio.

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La superficie total objeto del ensayo se dividió en diez parcelas. Cada una de ellas poseía cuatro líneas de cultivo de longitud variable (de 21,5 a 6,6 metros) dependiendo de la situación en el invernadero. Cinco parcelas fueron destinadas a la siembra de la mostaza y las otros cinco a parcelas control o testigo. Mostaza (parcela nº1)

Mostaza (parcela nº5)

Control (parcela nº6)

Control (parcelan nº9)

PASILLO CENTRAL

Control (parcela nº 8)

Mostaza (parcela nº2)

Mostaza (parcela nº4)

Control (parcela nº7)

Control (parcelan nº10)

Mostaza (parcela nº3)

Figura 1.- Croquis de la parcela con situación de los tratamientos.

La variedad de mostaza (Sinapis alba) empleada fue Blanca elendil de la marca Rocalba. Esta planta anual posee tallos ramosos, estriados, de 40 a 50 cm de altura, hojas aladas y flores amarillas en espiga. Se cultiva fundamentalmente para obtención de semilla y por la planta tierna, para ensalada o verdura cocida. La dosis de siembra empleada fue de 12 kg/ha. Para una adecuada distribución de la semilla, éstas fueron mezcladas con arena y yeso para que la siembra a voleo fuera lo más homogénea posible. El ancho de siembra por línea de cultivo fue de aproximadamente 50 cm y dicha siembra se realizó el 15 de enero de 2013. 2

A los 21 días de la siembra se procedió a realizar el conteo de número de plantas/m empleando una 2 cuadrícula de 0,5 x 0,5 m (0.25 m ).

Foto 2.- Comparación en el crecimiento de la mala hierba (cenizos) con la mostaza.

Foto 3.- Vista de una de las parcelas (4 líneas) con mostaza.

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Foto 4.- Determinación del número de plantas/m

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Foto 5.- Aspecto de la mostaza antes de la floración.

Antes de realizar el picado y enterrado de la mostaza se registró el peso fresco de cada una de las parcelas, 2 para ello se tomaron 3 mediciones de 0,25 m en cada parcela y se registró su peso. En la tabla 1 se detalla el número de plantas y el peso fresco por metro cuadrado y el porcentaje de materia seca. 2

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Tabla 1.- Número de plantas/m , peso freso y seco (kg/m ) y porcentaje de materia seca de las parcelas con mostaza.

Parcela 1 Parcela 2 Parcela 3 Parcela 4 Parcela 5 Media

Número de 2 plantas/m 96 112 96 100 80 96,8

Peso fresco 2 (kg/m ) 19,36 15,76 19,54 15,16 10,98 16,16

Peso seco 2 (kg/m ) 2,57 1,94 2,24 1,87 1,50 2,04

Porcentaje de materia seca 13,27 12,31 11,46 12,33 13,66 12,62

A los 77 días de la siembra se procedió a realizar el picado e incorporación al suelo cuando la mostaza se encontraba con aproximadamente un 50% de flores abiertas. El picado e incorporación se realizó mediante dos pases de tractor con motoazada. Después de dicha incorporación se realizó un riego abundante con el fin de sellar el suelo e impedir el escape de los gases de descomposición de la mostaza.

Foto 6.- Estado de la mostaza en el momento de la incorporación (aproximadamente un 50% de plantas con flores abiertas) y con una altura aproximada de 2 metros.

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Foto 7.- Primer pase del tractor sobre la mostaza para tumbarla y posteriormente dar el pase con el apero de la motoazada.

Foto 8.- Primer pase del tractor con motoazada.

Foto 9.- Detalle del apero utilizado para la incorporación de la mostaza.

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Foto 10.- Aspecto de la incorporación de la mostaza después del primer pase.

Foto 11.- Aspecto después del segundo pase del picado y enterrado de la mostaza.

Tras 6 semanas de la incorporación de la mostaza se sembró un cultivo de tomate variedad Birloque. Los parámetros evaluados en este cultivo fueron el índice de nodulación y análisis nematológico de la raíz de cinco plantas de tomate de cada parcela experimental, lo que hace un total de 25 plantas para el tratamiento control y 25 plantas para la biofumigación con mostaza. El índice de nodulación se determinó según escala propuesta por Zeck (1991) con 10 niveles que seguidamente se detallan. 0= Sistema radical completamente sano. No hay infestación. 1= Muy pocas agallas y muy pequeñas, solo se detectan cuando se examina la raíz con detenimiento. 2= Agallas muy pequeñas como en “1” pero más numerosas y fáciles de detectar. 3= Numerosas agallas pequeñas, algunas juntas. La funcionalidad de la raíz no está seriamente afectada. 4= Numerosas agallas pequeñas, algunas agallas grandes. La mayoría de las raíces son todavía funcionales. 5= El 25% de las raíces están severamente agalladas y no son funcionales. 6= El 50% de las raíces están severamente agalladas y no son funcionales. 7= El 75% de las raíces están severamente agalladas y no son funcionales.

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8= Planta sin raíces sanas aunque está todavía verde. Nutrición de la planta interrumpida. 9= El sistema radical completamente agallado se está pudriendo. La planta se está muriendo. 10= La planta y las raíces están muertas.

Figura 2.- Índice de agallas para evaluar el daño causado por Meloidogyne (Zeck, 1971). Para el cálculo de eficacia, y debido a que se evaluó el efecto por escalas o categorías, se aplicó previamente la fórmula de Towsend-Henberger para establecer el porcentaje de infestación y luego sobre estos resultados se aplicó la fórmula de Abbot para obtener la eficacia. Fórmula de Towsend-Henberger % infestación= (∑ (n * v)/ V * n) * 100 n= nº de unidades de muestreo en cada categoría. v= valor de cada categoría. V= valor de cada categoría más alta. Fórmula de Abbot % eficacia = (Vt – Ve / Vt) * 100 Vt= vivos en el testigo (número o porcentaje). Ve= vivos en el producto ensayado (número o porcentaje).

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5.- RESULTADOS Según se observa en la tabla 2, los mayores índices de nodulación se registraron en las parcelas experimentales 5 y 6 pertenecientes a los tratamientos control y biofumigación respectivamente. En el resto de las parcelas, la mayoría de las plantas registraron valores inferiores o iguales a 2. En la tabla 3 se expone las frecuencias de los índices para cada tratamiento. Una característica de la distribución de las poblaciones de nematodos en el suelo es su heterogeneidad, lo que invalida en muchos casos los resultados de los ensayos y obliga a establecer un tipo de diseño en bloques al azar donde el gradiente de variación esté determinado por los niveles de infestación. Tabla 2.- Índice de nodulación por planta y parcela experimental.

Número de parcela control Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5

1 1 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0

3 0 4 1 1 1

4 1 2 1 1 1

5 4 5 5 4 4

Número de parcela con biofumigación mostaza 6 7 8 9 10 6 2 0 0 0 6 1 0 0 0 6 1 0 0 0 6 1 0 0 0 6 6 0 0 0

Tabla 3.- Frecuencia en el índice de nodulación para cada tratamiento.

Índice 0 1 2 4 5

Control Frecuencia 10 8 1 4 2

Biofumigación con mostaza Índice Frecuencia 0 15 1 3 2 1 6 6

En la tabla 4 se exponen los resultados correspondientes al porcentaje de infestación y de eficacia. Se observa que los porcentajes de infestación están muy próximos e incluso el de la biofumigación obtuvo un valor ligeramente superior al control. Este resultado provoca que no se obtengan resultados positivos con respecto al porcentaje de eficacia. Tabla 4.- Porcentaje de infestación y de eficacia.

Porcentaje de infestación Porcentaje de eficacia

Control 14,4%

Biofumigación 16,4% -13,9%

El número de nemátodos por 100 gramos de raíz por planta y parcela experimental se detalla en la tabla 5 donde se observa unos altos niveles en las parcelas 5 y 6 coincidiendo con las parcelas que obtuvieron los valores más elevados en los registros del índice de nodulación. En la tabla 6 se detalla el resultado del análisis estadístico donde se observa que no existen diferencias significativas entre los resultados de las parcelas control y las de biofumigación. Tabla 5.- Número de nemátodos (Meloidogyne sp) por 100 gramos de raíz por planta y parcela experimental.

Número de parcela control Planta 1 Planta 2 Planta 3 Planta 4 Planta 5

1 0 0 0 0 0

2 0 0 0 0 0

3 0 14.800 0 0 0

4 0 0 0 0 0

5 21.800 27.200 61.800 36.800 37.700

Número de parcela con biofumigación mostaza 6 7 8 9 10 41.600 7.200 0 0 0 18.400 0 2.400 1.600 2.800 31.200 0 0 0 1.600 24.800 0 0 0 800 38.400 25.600 0 0 0

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Tabla 6.- Resultado del análisis estadístico del número de nemátodos por 100 gramos de raíz mediante el test “t”.

Tratamiento Control Biofumigación con mostaza p

Media ± S.E. 7.856 ± 2.682,0 8.004 ± 3.272,9 0,9722

En la parcela objeto de este ensayo, y en un cultivo precedentes de calabacín, se tuvieron graves problemas de nematodos y enfermedades de suelo. Se considera que partiendo de un suelo con estas características, sería necesaria la colocación de plásticos transparente tras la incorporación de la mostaza y el riego (biosolarización). De esta forma, retendríamos los gases de la descomposición y provocaríamos un aumento de la temperatura del suelo que produciría una mayor eficacia en la desinfección del suelo y permitiría obtener resultados positivos a corto plazo.

6.- CONCLUSIONES -

En las condiciones de este ensayo no se obtuvo diferencias significativas en el control de Meloidogyne sp. entre las parcelas control y las parcelas tratadas con biofumigación con mostaza.

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Se considera que con los precedentes de las parcelas objeto del ensayo sería necesario una desinfección mediante biosolarización (incorporación de brasicas más plástico) o bien aplicar durante varios años desinfecciones mediante biofumigaciones para obtener un control de Meloidogyne sp.

7.- AGRADECIMIENTOS Los autores quieren agradecer al propietario de la finca, Alexis Prieto Cruz por permitirnos realizar esta experiencia en su finca, a nuestro compañero José María Hernández González y al Laboratorio de Sanidad Vegetal de la Consejería de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación del Gobierno de Canarias.

8.- BIBLIOGRAFÍA Zeck. W.M. 1971. A rating scheme for field evaluation of root-knot nematode infestations. Plfazenschutznarichten. Bayer AG, 24: 141-144 Kirkegaard, J.A., Angus J.F., Gardner, P.A., Cresswell H.P. 1993a. Benefits of brassica break crops in the Southeast wheatbelt. Proc. 7 th Aust. Agron. Cons. Adelaide, 19-24 Sept., 282-287. In: Díez, M.A., López, J.A., Urbano, P., Bello A. 2011. Biodesinfección de suelos y manejo agronómico. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. 414 pp. Kirkegaard, J.A., Garder J., Desmarchelier, J.M. 1993b. Biofumigation using Brassica species to control pest th and diseases in horticulture and agriculture. In: N Wrather, RJ Mailes (Eds). Proc. 9 Australina Research Assembly on Brassicas (Wagga Wagga) 77-82. In: Díez, M.A., López, J.A., Urbano, P., Bello A. 2011. Biodesinfección de suelos y manejo agronómico. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. 414 pp. Matthieseb J.N., Kirkegaard J.A. 1993. Biofumigation, a new concept for “clean and green” pest and disease control. Wester Australian Potato Grower October, 11-15. In: Díez, M.A., López, J.A., Urbano, P., Bello A. 2011. Biodesinfección de suelos y manejo agronómico. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. 414 pp. Angus, J.F., Gardner, P.A., Kirkegaard, J.A., Desmarchelier, J.M. 1994. Biofumigation: Isothyocyanates released from Brassica roots inhibit growth of the take-all fungus. Plant and Soil 162, 107-112. Kirkegaard, J.A., Sarwar, M. 1998. Biofumigation potential of Brassicas. I. Variation in glucosinolate profiles of diverse field-grown Brassicas. Plant and Soil 201, 71-89.

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Lazzeri, L., Leoni, O., Manici, L.M. 2004. Biocidal plant dried pellets for biofumigation. Industrial Crops and Prodcuts 20, 59-65. In: Díez, M.A., López, J.A., Urbano, P., Bello A. 2011. Biodesinfección de suelos y manejo agronómico. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. 414 pp. Lazzeri, L., Manici, L.M. 2000. The glucosinolate-myrosinase system: A natural and practical tool for biofumigation. Acta Hortic. 532, 89-95. Gimsing, A.L., Kirkegaard, J.A., Strobel B.W., Hansen, H.C.B. 2008. Fate of glucosinolates and their th hidrolisis products in soil. Proccedings of 3 Int. Biofumigation Symposium. Camberra, Australia. 21-25 Jul., 13 p. In: Díez, M.A., López, J.A., Urbano, P., Bello A. 2011. Biodesinfección de suelos y manejo agronómico. Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino. 414 pp. Thoden, T., Hallmann, J., Boppré, M. 2009. Effects of plants containing pyrrolizidine alkaloids on the northern root-knot nematode Meloidogyne hapla. Eur. J. Plant Pathol. 123, 27-36. LaMondia, J.A. 2006. Management of lesion nematodes and potato early dying with rotation crop. J. Nematol. 38, 442-448. Lord, J.S., Lazzeri, L., Atkinson, H.J. Urwin, P.E. 2011.Biofumigation for control of pale potato cyst nematodes: activity of Brassica leaf extracts and green manures on Globodera pallida in vitro and in soil. J. Agr. Food Chem. 59, 7882-7890.

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