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La biosolarización puede ser una alternativa viable a la desinfestación química del suelo

Alternativas físico-biológicas para la desinfestación de suelos en el cultivo de la fresa

L. Miranda, J.A. Gómez-Mora, P. Domínguez., C. Soria, B. de los Santos, M. Chamorro, M. Talavera, J. J. Medina, Instituto Andaluz de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA)23/10/2015

El cultivo de fresa (Fragaria x ananassa Duch.) en España, cuya producción se concentra en la provincia de Huelva, ha estado ligado desde sus inicios al uso de la desinfestación química del suelo. Sin embargo, ante la crítica situación legal de las materias activas utilizadas mayoritariamente como desinfestantes de suelo en fresa, que impone una cada vez mayor restricción del uso de fumigantes químicos, es necesario trabajar en la puesta a punto de técnicas de desinfestación de carácter físico/biológicas, como puede ser la biosolarización. En este sentido, desde 1997 el Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera de la Junta de Andalucía (IFAPA) está trabajando en el estudio de alternativas químicas y no químicas para la desinfestación de suelos dedicados al cultivo de fresa en Huelva, la mayor área de producción en Europa.

Los trabajos de investigación en biosolarización son relativamente recientes y escasos, centrándose la mayoría de ellos en estudiar su efecto en la rehabilitación de suelos contaminados con pesticidas, o para el control de hongos patógenos de suelo, asociados a la disminución de rendimiento, como pueden ser Phytophthora spp. o Fusarium spp. Sin embargo, la biosolarización también puede ser considerada una alternativa viable a la desinfestación química del suelo si es capaz de mantener unos rendimientos comparables a esta última a lo largo del tiempo.

Durante la campaña 2014-2015 se ha evaluado el efecto de diferentes tratamientos de biosolarización sobre el rendimiento y otros parámetros agronómicos en el cultivo de fresa, así como la eficacia en el control de patógenos fúngicos de suelo, centrando la atención en Macrophomina phaseolina y Fusarium spp., y de nematodos fitoparásitos, siendo Meloidogyne hapla y Pratylenchus penetrans las especies de mayor importancia.

Parcela elemental del ensayo de Alternativas Biológicas

Parcela elemental del ensayo de Alternativas Biológicas.

Como en años anteriores, durante la pasada campaña 2014-2015 se desarrollaron en la Finca Experimental del IFAPA El Cebollar (Moguer, Huelva) una serie de ensayos de alternativas biológicas para la desinfestación de suelos dedicados al cultivo de fresa. Estos ensayos se realizan en el mismo lugar físico desde hace once campañas. El objetivo principal de estos ensayos es la puesta a punto y la mejora de la técnica de biosolarización, que se practica en dicha finca experimental desde 1999, utilizando diferentes materiales biofumigantes a diferentes dosis, diferentes tipos de plásticos y evaluando la mejora de la aplicación de algunos organismos beneficiosos, como por ejemplo Trichoderma spp.

Desde hace varias campañas se desarrollan concretamente dos ensayos denominados como: 1) alternativas biológicas y 2) demostraciones de alternativas biológicas. El objetivo abordado en estas líneas de trabajo no es otro que la puesta a punto y mejora de la técnica de biosolarización, así como su posible aplicación directamente en el lomo de cultivo.

Alternativas biológicas

Los ensayos de alternativas biológicas se caracterizan por desarrollarse físicamente en el mismo lugar en las últimas once campañas. El diseño experimental fue en bloques al azar con 4 repeticiones, se utilizó la variedad 'Sabrina', la fecha de plantación fue el 14 de octubre de 2014, y el cultivo se realizó bajo macrotúnel, siendo la fecha de colocación del plástico de cubierta el 11 de noviembre de 2014.

Los tratamientos aplicados a todoterreno en la campaña 2014-2015 fueron:

  • A. Control sin desinfestación.
  • B. Biosolarización con gallinaza fresca a 25.000 kg/ha.
  • C. Biosolarización con gallinaza fresca a 12.500 kg/ha.
  • D. Biosolarización con gallinaza fresca a 12.500 kg/ha + Trichoderma* + Micorriza**.
  • E. Biosolarización con gallinaza fresca a 12.500 kg/ha + 1.000 kg/ha glicerina.
  • F. Biosolarización con gallinaza fresca a 12.500 kg/ha, solarizado con plástico virtualmente impermeable (VIF).
  • G. Biosolarización con orujillo de olivo a 12.500 kg/ha + 50 UF de nitrógeno***
  • H. Biosolarización con orujillo de olivo a 12.500 kg/ha + 50 UF de nitrógeno, solarizado con plástico VIF.

(*Trichoderma: T. atroviride + T. asperellum. ** Micorriza: Glomus iranicum. ***Aporte en forma de urea, para reducción de la relación C/N.)

A lo largo de la campaña se evaluaron los siguientes parámetros: el vigor medio, midiendo el diámetro transversal de las plantas, la producción de 1ª categoría acumulada hasta final de febrero, final de marzo y final de campaña (19 de mayo de 2015), el porcentaje de fruta de segunda categoría a final de campaña, y el porcentaje de plantas muertas.

Para determinar el efecto de los tratamientos sobre las poblaciones de hongos patógenos, se toman muestras de suelo antes y después de la aplicación de los tratamientos para su análisis. Antes de la plantación, sobre las plantas procedentes de viveros, se lleva a cabo un muestreo estratificado con el objeto de conocer las condiciones fitosanitarias del material de partida. Por otro lado, a lo largo de toda la campaña se procede al análisis de todas las plantas muertas que van apareciendo en el ensayo. Finalmente, al final de la campaña, se procede al análisis de un conjunto de plantas que fueron marcadas aleatoriamente al inicio del cultivo para su seguimiento.

Para evaluar la eficacia frente al control de nematodos de suelo, se procedió de la misma manera que para hongos; aún cuando en este caso no se llevó a cabo ningún análisis, a lo largo de la campaña, sobre la planta muerta.

Preparación de las parcelas para el ensayo Demostraciones de Alternativas Biológicas
Preparación de las parcelas para el ensayo Demostraciones de Alternativas Biológicas.

Resultados del Ensayo de Alternativas biológicas

Vigor de las plantas

El diámetro transversal de las plantas no varió significativamente entre tratamientos a lo largo de toda la campaña, con la excepción del control sin desinfestación que siempre se mantuvo como el tratamiento con las plantas menos vigorosas. Al final de la campaña los diámetros medios de las plantas variaron entre los 34,5 cm del control y los 42 cm del tratamiento de Biosolarización con gallinaza fresca a 12.500 kg/ha (Tratamiento C).

Producción

A final de febrero (producción extraprecoz) no se observaron diferencias significativas entre los tratamientos de biosolarización. Por otra parte, los tratamientos de biosolarización con gallinaza fresca a 12.500 kg/ha + 1.000 kg/ha glicerina (Tratamiento E) y de biosolarización con orujillo de olivo a 12.500 kg/ha + 50 UF de nitrógeno (Tratamiento G) fueron los únicos que mostraron diferencias significativas respecto al control para la producción acumulada de 1ª categoría (Tabla 1); siendo sus producciones significativamente superiores (8.744 y 8.498 kg/ha, respectivamente). En cuanto al mismo carácter a final de marzo (producción precoz), entre los tratamientos de biosolarización siguió sin existir diferencias significativas (producciones entre 21.753 y 23.237 kg/ha), aunque el control sí presentó un valor significativamente por debajo del resto, con 18.371 kg/ha (Tabla 1). A final de campaña (producción total) se mantuvo la misma tendencia, de forma que, a excepción del testigo que dio lugar a la menor producción, de nuevo los tratamientos no presentaron diferencias significativas entre ellos (Tabla 1). Aunque sin diferencias significativas, los tratamientos de biosolarización con 12,5 y 25 t/ha de gallinaza fresca, presentaron las producciones más altas con 60.357 y 58.976 kg/ha, respectivamente.

Tabla 1. Resultados obtenidos en los caracteres agronómicos en el ensayo de alternativas biológicas. Campaña 2015
Tabla 1. Resultados obtenidos en los caracteres agronómicos en el ensayo de alternativas biológicas. Campaña 2015.

Porcentaje de fruta de segunda categoría

No se observaron diferencias significativas entre tratamientos, ni entre estos y el control para el porcentaje de fruta de segunda categoría. Los porcentajes medios variaron entre el 10,1% del tratamiento con 12.500 kg/ha de gallinaza + glicerina (Tratamiento E) y el 12,8% del control (Tabla 1).

Porcentaje planta muerta

A lo largo de la campaña se realizó un seguimiento de la evolución del número de plantas muertas. En general, los porcentajes de planta muerta fueron bajos (por debajo del 5%) al principio de la campaña y se situaron entre el 5 y 12% a final de la misma en todos los tratamientos, con la excepción del control que alcanzó valores cercanos al 50%; quedando de manifiesto que la variedad 'Sabrina' se adaptó bien a las técnicas de desinfestación basadas en la biosolarización.

Eficacia de las Alternativas Biológicas en el control de hongos

Antes de la plantación se realizaron aislamientos de tejido de corona y raíz, aislándose especies de Trichoderma, Fusarium y Phoma. A finales de octubre, poco después de la plantación se detectaron las primeras plantas muertas, en las que se observaron necrosis en tejidos de corona de las que se aislaron de forma consistente especies de Phoma y Fusarium. De los aislamientos de raíces se obtuvieron Rhizoctonia spp., Cylindrocarpon spp. y Pythium spp., hongos patógenos que originan el complejo de enfermedad conocido como podredumbre negra de la raíz. A mediados de noviembre, se detectaron las primeras plantas con síntomas de 'charcoal rot', de las que se aisló M. phaseolina.

Todos los tratamientos fueron eficaces a la hora de controlar la población de Fusarium spp. Tras realizar una medición antes y después del tratamiento se observó cómo después de la realización de los tratamientos de biosolarización se produjo una disminución en el número propágulos por gramo de suelo de dicho patógeno, en comparación con el control sin tratamiento.

En lo que a M. phaseolina se refiere, todos los tratamientos redujeron de forma significativa los niveles de M. phaseolina, con la salvedad del control sin desinfestación. Al igual que ocurriera con Fusarium spp.

El porcentaje medio de plantas muertas varió entre el 16% en el control y el 1,5 y 6% en los tratamientos de desinfestación ensayados. De estas marras, por término medio, más del 50% fue por causa de M. phaseolina.

Eficacia de las Alternativas Biológicas en el control de nematodos

En el cultivo de la fresa, las especies más comunes son M. hapla y P. penetrans, aunque en las últimas campaña se han detectado también poblaciones del género Hemiciclyophora. En la finca experimental El Cebollar, donde se ha llevado a cabo estos trabajos, tan solo se ha detectado la presencia de M. hapla.

Los datos de eficiencia en el control se estimaron como porcentaje de reducción de la población inicial de nematodos. Los tratamientos de biosolarización ensayados tuvieron una eficacia media en la reducción de M. hapla, pues presentaron reducciones por debajo del 80% en todos los casos. Destacó el tratamiento de biosolarización con gallinaza a 25.000 kg/ha, con un 74% de reducción.

La eficacia en el control nematológico depende en gran medida de las condiciones locales y de la especie-raza de nematodo implicado, pero ninguna estrategia de control alternativa a la fumigación del suelo parece ser por si sola satisfactoriamente efectiva. El manejo de las enfermedades causadas por nematodos debe involucrar, por tanto, la integración de varios métodos de control adaptados a las condiciones locales.

Demostraciones de alternativas biológicas (aplicadas directamente en lomos de cultivo)

Uno de los objetivos de esta línea de trabajo es valorar la eficiencia de las técnicas de biosolarización aplicadas directamente al lomo de cultivo. Para ello se ha llevado a cabo durante la campaña 2014-2015, en la Finca Experimental El Cebollar, el ensayo de demostraciones de alternativas biológicas, en el que se ha estudiado la aplicabilidad de plásticos transparentes, a parte del film de polietileno opaco normal. Lógicamente los tratamientos en los que se han usado plásticos opacos, serán tratamientos de biofumigación pues no hay un calentamiento directo del suelo.

El diseño experimental de este ensayo fue un Split-plot con tres repeticiones, donde el factor principal fue el tratamiento de desinfestación de suelo y el factor secundario la variedad; se utilizaron dos variedades, `Sabriná y `Rabidá. La fecha de plantación fue el 14 de octubre de 2014 y el marco de plantación fue de 25 x 25 cm. El cultivo se llevó a cabo protegido bajo tunelillo. La colocación de la cubierta se realizó el 14 de noviembre de 2014.

Los tratamientos, aplicados todos directamente en lomo de cultivo, fueron:

  • A. Control sin desinfestación.
  • B. Biosolarización 20 t/ha gallinaza, acolchado LDPE transparente.
  • C. Biofumigación 12,5 t/ha gallinaza, acolchado con LDPE negro.
  • D. Biofumigación 20 t/ha gallinaza, acolchado con LDPE negro.
  • E. Biofumigación 20 t/ha, acolchado con LDPE negro + Micorrizas **+ Bacterias***.
  • F. Biofumigación 20 t/ha, acolchado con LDPE negro + Micorrizas + Bacterias+ Trichoderma*.
  • G. Biofumigación 12,5 t/ha orujillo olivo, acolchado con LDPE negro + 50 UFN.

(*Trichoderma: T. atroviride + T. asperellum. ** Micorriza: Glomus intrarradices. *** Bacterias: Bacillus sp.)

Los caracteres medidos fueron: vigor medio, producción de 1ª categoría acumulada hasta final de febrero, final de marzo y final de campaña, porcentaje de fruta de segunda categoría a final de campaña, y porcentaje de plantas muertas.

Aplicación del plástico para la técnica de biosolarización
Aplicación del plástico para la técnica de biosolarización.

Resultados del Ensayo de Demostraciones de Alternativas biológicas (aplicadas directamente en lomos de cultivo)

Vigor de las plantas

Durante toda la campaña las plantas de la variedad 'Sabrina' presentaron diámetros mayores que las de 'Rabida'. A final de campaña 'Sabrina' mostró valores de diámetro transversal entre 40 y 43 cm, frente a los 26-29 cm de 'Rabida'. Entre tratamientos no existieron diferencias significativas en ninguna de las mediciones mensuales realizadas. Al final de campaña, aunque sin diferencias significativas, destacó, por presentar mayor vigor de planta, en la variedad 'Sabrina', el tratamiento con biosolarización con gallinaza a 20.000 kg/ha en lomo acolchado con LDPE transparente (Tratamiento B), con un diámetro medio de 43,1 cm.

La aplicación combinada de micorrizas y bacterias; y de estas dos más Trichoderma, no supuso ningún aumento del vigor medio de las plantas.

Producción

A 28 de febrero, no se observaron diferencias significativas en la producción acumulada de 1ª categoría entre tratamientos para cada una de las variedades, ni entre los tratamientos y el control sin desinfestación (Tabla 2). La variedad 'Rabida' presentó valores, en todo los casos, por encima de 10.000 kg/ha. Con la variedad 'Sabrina', cabe destacar el tratamiento de biofumigación con 12.500 kg/ha que presentó el valor máximo con 6.243 kg/ha.

A final de marzo, 'Sabrina' siguió sin mostrar diferencias entre tratamientos, y las producciones estuvieron entre 23.000 y 27.000 kg/ha. Por su parte, con la variedad 'Rabida' se observaron diferencias entre algunos tratamientos (Biosol gall 20.000 kg/ha, Biofum gall 20.000 kg/ha, y Biofum gall 20.000 kg/ha + micor + bact) y el control sin desinfestación (Tabla 2).

Al finalizar la campaña, el 19 de mayo de 2015, las mayores producciones acumuladas, para ambas variedades, se dan con el tratamiento de Biofum gall 20.000 kg/ha; 53.898 kg/ha de media con 'Rabida' y 65.549 kg/ha con 'Sabrina'. Entre variedades, 'Rabida' presentó mayores rendimientos que 'Sabrina' a final de febrero y final de marzo; por el contrario, al final de campaña fue 'Sabrina' la variedad que presentó los mayores rendimientos.

Tabla 2. Resultados obtenidos en los caracteres agronómicos en el ensayo de demostraciones alternativas biológicas en lomo de cultivo. Campaña 2015...
Tabla 2. Resultados obtenidos en los caracteres agronómicos en el ensayo de demostraciones alternativas biológicas en lomo de cultivo. Campaña 2015.

Porcentaje de fruta de segunda categoría

La variedad 'Sabrina' no mostró diferencias significativas para el porcentaje de fruta de segunda categoría entre tratamientos, ni entre estos y el control. Los porcentajes medios variaron entre el 7,9% y el 10,4% (Tabla 2).

Los porcentajes de fruta de segunda categoría fueron ligeramente superiores en la variedad 'Rabida', variando entre el 14,3% y el 21,9% del control sin desinfestación. Entre tratamientos no se observaron diferencias significativas; el tratamiento con mayor porcentaje de fruta de 2ª categoría y que no mostró diferencias con el control fue el de biofumigación 20.000 kg/ha gall, LPDE negro + Micorrizas + Bacterias + Trichoderma (Tratamiento F, Tabla 2).

Porcentaje planta muerta

En cuanto al porcentaje de plantas muertas a lo largo de la campaña, 'Sabrina' presentó valores muy bajos y sin diferencias significativas entre tratamientos. Por otra parte, 'Rabida' mostró también porcentajes bajos hasta final de marzo y a partir de ese momento, en el cual la temperatura media se elevó, dichos porcentajes aumentaron de forma considerable. A final de campaña, los tratamientos con menores porcentajes de plantas de 'Rabida' muertas fueron el de biofumigación con gallinaza a 20.000 kg/ha y el mismo tratamiento más la implementación de micorriza y bacteria, con un 3,3 y 8,5% de planta muerta respectivamente.

En ningún caso la aportación de hongos beneficiosos supuso una disminución significativa del porcentaje de planta muerta, por lo que la aplicación de dichos organismos no supuso ninguna mejora.

Desde el punto de vista de las variedades, tras los resultados de la campaña 2014-2015, quedó de manifiesto la buena adaptación de 'Sabrina' a las técnicas de biosolarización; algo ya observado también durante la campaña 2013-2014. Por otro lado, 'Rabida' tuvo muy buen comienzo de campaña, desde el punto de vista productivo, pero empeoró al final debido al incremento del porcentaje de plantas muertas.

Agradecimientos

Los trabajos presentados en este artículo, relacionados con las alternativas físico/biológicas para la desinfestación de suelos, han sido realizados en el marco del proyecto Transforma de Fresa 'Mejora de la competitividad en el cultivo de la fresa mediante experimentación, transferencia y formación' (PP.TRA.TRA201300.6), y del proyecto complementario al Transforma (PP.AVA.AVA201301.6); cofinanciados con fondos Feder y FSE.

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