Naturaleza y Sociedad. Desafíos Medioambientales

Nat. Soc.: Desafíos Medioambient. | eISSN 2805-8631

Modelo de la correlación entre la propagación de enfermedades de la papa y las variables climáticas para orientar las aplicaciones de fungicidas en Cundinamarca, Colombia

No. 1 (01-12-2021)
  • Estefanía Luengas
    Universidad Militar Nueva Granada (Colombia)
  • Andrés Guhl
    Universidad de los Andes (Colombia)
  • Juan Camilo Castro
    Georgia Institute of Technology (United States)
  • Laura Natalia González García
    Universidad de los Andes (Colombia)
  • Silvia Restrepo
    Universidad de los Andes (Colombia)
https://doi.org/10.53010/nys1.01

Resumen

La producción de papa depende de la fumigación frecuente con fungicidas, lo cual daña el medioambiente, aumenta los costos de producción y, finalmente, lleva a que se abandonen los cultivos. Para orientar mejor la fumigación con fungicidas en el campo, es preciso entender la influencia del clima en las características de los patógenos. Con el fin de lograr esto, tomamos muestras de un patógeno de la papa, Phytophthora infestans, en doce cultivos comerciales de papa en el departamento de Cundinamarca, Colombia. Se recolectaron muestras para estimar la cantidad de esporangios. Diferentes variedades de papa con diferente resistencia/susceptibilidad a la enfermedad se sembraron en los cultivos, y el manejo químico se realizó de conformidad con las prácticas agrícolas estándar. La relación entre las condiciones climáticas y la producción de esporangios no solo dependía de las condiciones climáticas del día de la recolección, sino también de las variables meteorológicas de uno o dos días antes. Con base en datos climáticos, también evaluamos los potenciales efectos no lineales de las variables climáticas y usamos este análisis para realizar una simulación de pronóstico. Empleamos el modelo GeoSimCast para estimar el número de aplicaciones de fungicida necesarias para controlar el tizón tardío en esta región. El número de aplicaciones sugerido por el modelo ejecutado con una humedad relativa del 60 % fue muy diferente del número de aplicaciones observado. Los resultados arrojados por el modelo para una humedad relativa del 90 % estimaron un número más cercano al valor observado, lo que sugiere que los productores de papa siempre asumen condiciones óptimas para el desarrollo de enfermedades y fumigan con fungicidas de acuerdo con esto. Nuestros resultados indican que este modelo tiene el potencial de orientar los planes de siembra y el manejo químico del tizón tardío y de otras enfermedades de las plantas en Colombia.

Palabras clave: clima, condiciones meteorológicas, cultivo de papa, esporangios, GeoSimCast, Phytophthora infestans, tizón tardío

Referencias

Andrade-Piedra, J. L., Hijmans, R. J., Forbes, G. A., Fry, W. E., & Nelson, R. J. (2005). Simulation of potato late blight in the Andes. I: Modification and parameterization of the lateblight model. Phytopathology, 95(10), 1191-1199. https://doi.org/10.1094/PHYTO-95-1191

Andrade-Piedra, J. L., Hijmans, R. J., Juárez, H. S., Forbes, G. A., Shtienberg, D., & Fry, W. E. (2005). Simulation of potato late blight in the Andes. II: Validation of the lateblight model. Phytopathology, 95(10), 1200-1208. https://doi.org/10.1094/PHYTO-95-1200

Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis. (2013). Analysis. Models. https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/climate-change/science-research-data/modeling-projections-analysis/centre-modelling-analysis.html

Cárdenas, M., Grajales, A., Sierra, R., Rojas, A., González-Almario, A., Vargas, A., Marín, M., Fermín, G., Lagos, L. E., & Grünwald, N. J. (2011). Genetic diversity of Phytophthora infestans in the Northern Andean region. BMC Genetics, 12(1), 23. https://doi.org/10.1186/1471-2156-12-23

Chardón, C. E. (1928). Contribución al estudio de la flora micológica de Colombia. Boletín de la Sociedad Española de Historia Natural, 28(2), 111-124.

Crosier, W. F. (1934). Studies in the biology of Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. Ithaca: Cornell Univeristy.

Erwin, D. C., & Ribeiro, O. K. (1996). Phytophthora diseases worldwide. St. Paul: The American Phytopathological Society (aps Press).

Esri. (2009). ArcGIS Mapping Software. Environmental Systems Resource Institute, Redlands, ca.

FAOSTAT. (2019). Commodities by regions. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://www.fao.org/faostat/en/#rankings/commodities_by_regions_imports_rankings/commodities_by_regions_imports

Forbes, G., Fry, W., Andrade-Piedra, J., & Shtienberg, D. (2008). Simulation models for potato late blight management and ecology. In A.Ciancio & K.Mukerji (Eds.), Integrated Management of Diseases Caused by Fungi, Phytoplasma and Bacteria (pp. 161-177). Dordrecht, Netherlands: Springer.

Fry, W.E., Apple, A.E., & Bruhn, J.A. (1983). Evaluation of potato late blight forecasts modified to incorporate host resistance and fungicide weathering. Phytopathology, 73(7), 1054-1059. https://doi.org/10.1094/Phyto-73-1054

Fry, W. (2008). Phytophthora infestans: the plant (and R gene) destroyer. Molecular Plant Pathology, 9(3), 385-402. https://doi.org/10.1111/j.1364-3703.2007.00465.x

Giraldo, D., Juarez, H., Pérez, W., Trebejo, I., Yzarra, W., & Forbes, G. (2010). [Severity of the potato late blight (Phytophthora infestans) in agricultural areas of Peru associated with climate change]. Revista Peruana Geo-Atmosférica, (2), 56-67.

Granger, C. W. (1969). Investigating causal relations by econometric models and cross-spectral methods. Econometrica, 37(3), 424-438. https://doi.org/10.2307/1912791

Grünwald, N. J., Rubio-Covarrubias, O. A., & Fry, W. E. (2000). Potato late-blight management in the Toluca Valley: forecasts and resistant cultivars. Plant Disease, 84(4), 410-416. https://doi.org/10.1094/PDIS.2000.84.4.410

Grünwald, N. J., Montes, G. R., & Fry, W. E. (2003). Epidemiología comparativa del tizón tardío de la papa. Implicaciones de manejo contrastando climas del trópico alto y climas templados. In E. N.Fernández-Northcote (Ed.), Proceedings of the International Workshop Complementing Resistance to Late Blight (Phytophthora infestans) in the Andes, February 13-16, 2001, Cochabamba, Bolivia (pp. 133-138). Lima: International Potato Center.

Grünwald, N. J., Montes, G. R., Saldaña, H. L., Covarrubias, O. R., & Fry, W. E. (2002). Potato late blight management in the Toluca Valley: Field validation of SimCast modified for cultivars with high field resistance. Plant Disease, 86(10), 1163-1168. https://doi.org/10.1094/PDIS.2002.86.10.1163

Harrison, J. (1992). Effects of the aerial environment on late blight of potato foliage–a review. Plant Pathology, 41(4), 384-416. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.1992.tb02435.x

Harrison, J., & Lowe, R. (1989). Effects of humidity and air speed on sporulation of Phytophthora infestans on potato leaves. Plant Pathology, 38(4), 585-591. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.1989.tb01455.x

Hijmans, R., Forbes, G., & Walker, T. (2000). Estimating the global severity of potato late blight with GIS‐linked disease forecast models. Plant Pathology, 49(6), 697-705. https://doi.org/10.1046/j.1365-3059.2000.00511.x

Hutchinson, M. (2004). anusplin version 4.3 User Guide. Canberra: Centre for Resource and Environmental Studies, The Australian National University.

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). (2006). Atlas Climatológico de Colombia. Bogotá: Instituto de Meteorología, Hidrología y Estudios Ambientales.

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). (2009). Official communication of Anomalies. [Online].

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). (2011). Official communication of Anomalies. http://www.ideam.gov.co/web/atencion-y-participacion-ciudadana/publicaciones-ideam

Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM). (2012). Official communication of Anomalies. http://www.ideam.gov.co/web/atencion-y-participacion-ciudadana/publicaciones-ideam

Judelson, H. S. (1997). The genetics and biology of Phytophthora infestans: modern approaches to a historical challenge. Fungal Genetics and Biology, 22(2), 65-76. https://doi.org/10.1006/fgbi.1997.1006

Kanetis, L., Holmes, G., & Ojiambo, P. (2010). Survival of Pseudoperonospora cubensis sporangia exposed to solar radiation. Plant Pathology, 59(2), 313-323. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2009.02211.x

Krause, R.A. (1975). Blitecast: a computerized forecast of potato late blight. Plant Disease Reporter, 59(2), 95-98.

Lima, M., Maffia, L., Barreto, R., & Mizubuti, E. (2009). Phytophthora infestans in a subtropical region: survival on tomato debris, temporal dynamics of airborne sporangia and alternative hosts. Plant Pathology, 58(1), 87-99. https://doi.org/10.1111/J.1365-3059.2008.01951.X

MacKenzie, D., Elliott, V., Kidney, B., King, E., Rayer, M., & Theberge, R. (1983). Application of modern approaches to the study of the epidemiology of diseases caused by Phytophthora. In D.Erwin, S.Bartnicki-Garcia, & P.Tsao (Eds.), Phytophthora: Its Biology, Taxonomy, Ecology and Pathology (pp. 303-312). St. Paul:The American Phytopathological Society.

Mizubuti, E. S., Aylor, D. E., & Fry, W. E. (2000). Survival of Phytophthora infestans sporangia exposed to solar radiation. Phytopathology, 90(1), 78-84. https://doi.org/10.1094/PHYTO.2000.90.1.78

Olanya, M., Larkin, R., Zhongqi, H., & Jain, S. (2011). Survival potential of Phytophthora infestans sporangia in relation to meteorological factors. American Phytopathological Society Abstracts, 101(6), S132.

Pinzón, A., Barreto, E., Bernal, A., Achenie, L., Barrios, A. F. G., Isea, R., & Restrepo, S. (2009). Computational models in plant-pathogen interactions:The case of Phytophthora infestans. Theoretical Biology and Medical Modeling, 6, 24. https://doi.org/10.1186/1742-4682-6-24

R Core Team. (2018). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/

Sunseri, M. A., Johnson, D. A., & Dasgupta, N. (2002). Survival of detached sporangia of Phytophthora infestans exposed to ambient, relatively dry atmospheric conditions. American Journal of Potato Research, 79(6), 443-450. https://doi.org/10.1007/BF02871689

Vargas, A. M., Ocampo, L. M. Q., Céspedes, M. C., Carreño, N., González, A., Rojas, A., Zuluaga, A. P., Myers, K., Fry, W. E., & Jiménez, P. (2009). Characterization of Phytophthora infestans populations in Colombia: first report of the A2 mating type. Phytopathology, 99(1), 82-88. https://doi.org/10.1094/PHYTO-99-1-0082

Licencia

Derechos de autor 2021 Estefanía Luengas, Andrés Guhl, Juan Camilo Castro, Laura Natalia González García, Silvia Restrepo

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.