EFECTOS SOBRE PATOGENOS Y MALAS HIERBAS
La técnica de la solarización es similar en principio a la del calentamiento artificial mediante vapor u otros métodos hasta la temperatura de 60 - 100 ºC, sin embargo las temperaturas alcanzadas mediante la solarización son relativamente más bajas, por tanto el efecto sobre los microorganismos es menos drástico. Esto se traduce en una menor recolonización después de la desinfección debido a que no se produce un vacío biológico tan exaustivo. Esta técnica se está experimentando desde 1974, en suelos infestados de manera natural, para valorar la eficacia de la solarización en el control de enfermedades en condiciones de campo. Recientemente los autores de este trabajo han estudiado el efecto directo sobre hongos del suelo mediante inclusión en bolas de arcilla expandida, a diferentes profundidades del suelo (gráficas 1-5); esto ha permitido un mejor conocimiento del efecto sobre las estructuras fúngicas, en profundidad y a lo largo del tiempo (Cebolla et al. 1989,1990). En general se ha comprobado que la solarización es efectiva contra varios patógenos del suelo bajo diversas condiciones. Desde los primeros trabajos se conoce la eficacia contra Verticillium (Tomate, Berenjena, Patata), Rhyzoctonia solani (Patata, Cebolla) Sclerotium rolfsii (Cacahuete), Pyrenochaeta terrestris (Cebolla), Fusarium spp. (Algodón, Melón, Tomate, Cebolla), Plasmodiophora brasicae nematodos como Pratylenchus thornei (Patata). La solarización reduce significativamente la incidendia de Fusarium oxysporum fsp ciceri sobre altramuz, también aumenta la nodulación, cosecha y altura de las plantas en madurez. La decoloración del xilema y el número de propagulos fúngicos en el suelo y se reduce la viabilidad de las clamidosporas(ARORA 1989). La reducción de la incidencia de la enfermedad en los suelos solarizados se produce en los tres componentes bióticos que intervienen,(huesped patógeno y microorganismos que le rodean. Así como sobre los componentes abióticos del ambiente tanto físicos como químicos. Aunque estos procesos ocurren principalmente durante la solarización, pueden continuar después de quitar la cubierta plástica. El efecto principal es el calentamiento del suelo durante varias horas al dia; pero otros procesos como las alteraciones en los demás microorganismos del suelo, cambios químicos, alta humedad mantenida por el acolchado, y cambios en la composición del suelo y de la atmósfera del mismo influyen en la respuesta tanto de los patógenos como en el comportamiento general del cultivo. Efecto térmico: Cuando los microrganismos se someten al calor húmedo, a temperaturas superiores al máximo de crecimiento, su viabilidad se reduce. Por otra parte la mortalidad térmica de una población de microorganismos depende tanto de la temperatura como del tiempo de exposición. Pero los microorganismos supervivientes pueden quedar debilitados y poseer menor potencial de inóculo y menor longevidad (Katan 1981) Se ha sugerido la idea de que los organismos que requieren mayor temperatura de crecimiento son más resistentes al calor letal, esto es cierto para algunos microorganismos que intervienen en fermentaciones, bacterias y actinomicetos del suelo; cabe aquí diferenciar entre microorganismos termófilos, que tienen su crecimiento óptimo a 40-50ºC, y que generalmente no son parasitarios sino componentes de ciclos de fermentación; y patógenos de temperaturas elevadas, como es el caso de R. solani, hongo mesofilo aunque de crecimiento óptimo a temperaturas altas (20-35ºC), que es sensible al calor tal como han comprobado diversos autores (Pullman et al 1981, Cebolla et al 1989,1990). Control biológico Los mecanismos que intervienen en el control biológico asociado a la solarización son los siguientes: Reducción de la densidad de inóculo por a:) Muerte del patógeno, debilitado por efecto térmico subletal, causada por microorganismos. b) Anulación del efecto de fungistasis y lisis del micelio una vez germinado. c) Parasitismo de antagonistas estimulado por la solarización. Por otra parte la reinfestación a partir de nucleos que hayan sobrevivido al tratamiento, dado que este nunca alcanza una eficacia total, capas profundas, o suelos adyacentes no tratados, se ve dificultada por el efecto de antibiosis y competición favorecido por la solarización. Este hecho ha sido comprobado para muchos hongos como S. sclerotiorum (PHILLIPS 1990) en el que la solarización produce una reducción de inóculo debida a la colonización de microorganismos y a la degradación de los esclerocios debilitados por temperaturas subletales. Trichoderma spp y Bacillus subtilis, microorganismos de los experimentados como antagonista, resisten el calor mejor que los patógenos, lo mismo ocurre con bacterias saprofíticas y actinomicetos. Las temperaturas alcanzadas por la solarización no siempre son letales para el patógeno y para los antagonistas, y por tanto reducen la probabilidad de vacío biológico, a diferencia de la desinfección del suelo clásica. Se ha podido comprobar que propagulos de Talaromyces flavus aumentan su supervivencia en los suelos solarizados y podrian estar relacionados con la eficacia de la solarización (TJAMOS 1988). Los propágulos de Aspergillus terreus tambien aumentan en suelos tratados. FREEMAN (1990) observa también inducción a la supresividad del suelo con la solarización. Efecto contra malas hierbas. Diversos autores en los últimos años han demostrado el hecho de que la solarización reduce la vegetación espontánea(ASHLEY, 1990;BRAUN et al 1986;CARTIA, 1989;CEBOLLA et al 1989;Del Busto et al 1989; DURANTI y CUOCOLO ,1988; GIL et al 1990; PHILLIPS ,1990; TAMIETTI y GARIBALDI, 1989) SILVEIRA et al.(1990) afirma que esta técnica controló considerablemente la población de malas hierbas en cultivos de cebolla y lechuga. La solarización influye notablemente sobre malas hierbas anuales, en menor medida sobre perennes, e incluso sobre algunas plantas parásitas como Orobanche spp.(BRAUN et al 1986; SAUERBORN et al 1989; SPRICH et al 1990). En el IVIA se sembraron tubérculos de Cyperus esculentus a unos 5 cm de profundidad y después de solarizar se observó una buena acción sobre el tubérculo madre que redujo enormemente la población. También se ha observado un gran control sobre Calendula arvensis y Urtica urens (datos no publicados) así como poco o nada sobre Sonchus spp. Esta técnica reduce el peso seco de la vegetación espontánea(SAUERBORN et al 1989;PHILLIPS 1990) sobre todo cuando el período de solarización excede los 10 dias en la época más calurosa. Estos mismos autores citan dos leguminosas, Coronilla scorpioides y Scorpirus muricatus, que no fueron controladas por la solarización. La resistencia de las leguminosas a la solarización se ha comprobado en parcelas experimentales del IVIA. con esas mismas especies y además Medicago litoralis y Melilotus indica. Trabajos de laboratorio simulando la solarización han sido realizados por algunos autores (EGLEY, 1990; Del Busto et al 1989) para conocer la viabilidad de algunas especies, Portulaca oleracea, Amaranthus retoflexus, Sorghum halepense, Abutilon theophrasti, Xanthium strumarium. Datos no publicados de los autores del presente trabajo, indican que ciertos herbicidas como trifluralina y oxifluorfen utilizados junto con solarización reducen considerablemente su dosis de aplicación. Este hecho, de confirmarse con algunos otros herbicidas supondría un ahorro de producto y una reducción de los riesgos de contaminación Se puede concluir que para que la solarización efectúe un buen control de la vegetación espontánea es necesario evitar la reinfestación en la capa superficial del suelo, por ejemplo no realizando labores profundas posteriores al tratamiento, ya que esto llevaría las semillas latentes no afectadas a las capas superiores, con lo cual se repoblaría nuevamente la parcela. Cuadro 3.- Malas Hierbas afectadas por la solarización según diversos autores ------------------------------------------------------------ Poa annua SILVEIRA et al 1988 Chenopodium album BRAUN et al 1986; SILVEIRA y BORGES 1985 Polygonum persicaria BRAUN et al 1986 Phalaris brachystachys SAUERBORN et al 1989 Portulaca oleracea TAMIETTI y GARIBALDI 1989; GIL et al 1990; DEl BUsto et al 1989 Orobanche spp. SAUERBORN et al 1989; SPRICH et al 1990; BRAWN et al 1986 Amaranthus spp. SILVEIRA y BORGES 1985 ------------------------------------------------------------- Otras aplicaciones de la solarización Algunas aplicaciones como el uso de la solarización en plantaciones leñosas en cultivo establecido están comenzando a ser estudiadas (ASHWORTH 1982) obteniendo control de Verticilium dahliae en pistacho, hasta la profundidad de 60 cm incluso en áreas sombreadas sin daño para los árboles. También en ensayos en pre y postplantación en suelos naturalmente infestados con R. necatrix (FREEMAN et al 1990), la solarización consigue erradicar el hongo en 30cm de profundidad. Tambien resulta interesante esta técnica (STAPLETON 1982) en semilleros de frutales Por otra parte la solarización ha sido propuesta para la desinfección de cañas de entutorado (BESRI 1989) como medio de control de Didimella lycopersici productor de chancros en cultivos de tomate en Marruecos. Comparación con otros procedimientos de desinfección Frecuentemente la solarización no alcanza niveles de control de patógenos y malas hierbas tan altos como la desinfección clásica con fumigantes. Sin embargo el nivel de control de la vegetación espontánea resulta agronómicamente interesante (CEBOLLA et al 1989,1990).(Ver Fotos 1 a 5). En suelos naturalmente infestados con Verticillium dahliae CENIS et al (1984) comparan la solarización y la desinfección con Metam Na a 1200 Kg/ha, La incidencia de V.dahliae en el cultivo de berenjena fue reducida en ambos tratamientos comparado con el control. Se ha podido comprobar que la solarización al igual que Metham sodio (35ml/m2) y bromuro de metilo (50 g/m2) destruyen esclerocios en la capa superficial (10cm) de suelo, en cultivo de lechuga (BEN-YEPHET 1988;PHILLIPS 1990) con una reducción de inóculo de hasta 20 veces. PHILLIPS (1990) observó además de una reducción de la población de esclerocios de S. sclerotiorum, la pérdida de habilidad de supervivencia y de formación de apotecios. Fumigantes a bajas dosis. La solarización combinada con Metham Na fue más efectiva que los tratamientos por separado, en la destrucción de Verticillium dahliae (BEN-YEPHET et al, 1988). Así mismo aparecía un efecto sinérgico al combinar la solarización con el fumigante. El mismo efecto detectan TJAMOS y PAPLOMATAS (1988) al combinar bromuro de metilo 34 g/m2 con la solarización. En España experimentos similares (CEBOLLA y GARCIA, 1984) obtienen buenos resultados en el control de Rhyzoctonia solani en el cultivo de freson en Valencia, combinando la solarización con bromuro de metilo 17g/m2, y con Metam Na a 62.5 g/m2.Estos resultados son comparables a la desinfección con bromuro de metilo a 70g/m2 o metham Na a 250g/m2. En experimentos recientes CEBOLLA et al (1989,1990) demuestran la posibilidad de emplear dosis aún menores de bromuro de metilo (14g/m2) con igual eficacia que la fumigación con 56g/m2 en el control de Phytophthora cactorum, P. parasitica, Pythium spp, R. solani y Fusarium oxysporum f.sp. dianthi, y de malas hierbas (Ver Fotos 1 a 5). En la misma línea, datos no publicados de los autores de este trabajo permiten asegurar una buena eficacia en el cultivo de zanahoria con 7g/m2 de bromuro de metilo (Fotos 6-9). Un efecto interesante de la solarización combinada con fumigantes (CEBOLLA et al 1989,1990) es la posibilidad de reducir el tiempo de exposición a 15 dias con un control eficaz de hongos (Gráficas 1-5) similar al de la fumigación con bromuro de metilo a 56g/m2. Dazomet aplicado a 750Kg/Ha solo o combinado con solarización (PORTER y MERRIMAN 1989;HARTZ et al 1989) reduce la incidencia de P.terrestris en cebolla y mejora la calidad de almacenamiento y aumenta la producción en un 23% respecto al testigo no tratado. En el tratamiento con dazomet constató una mayor reinfestación del suelo. En el tratamiento combinado con solarización no hubo reinfestación. En dos experimentos sucesivos en cultivo de algodón con suelos naturalmente infestados,(BEN- YEPHET et al 1988) la solarización combinada con Metham Na fue más efectiva que los tratamientos por separado en la destrucción del patógeno. Se observa un efecto sinergico al combinar la solarización con el fumigante. OTROS EFECTOS DERIVADOS DE LA SOLARIZACION Se observan en los experimentos con cultivos, en campos sin problemas patológicos, estímulos de crecimiento de las plantas e incluso aumentos de rendimiento. Se han barajado hipótesis para explicar este estímulo sobre las plantas, tales como aumentos en los micro y macronutrientes en la solución del suelo, liberación de fitorreguladores, destrucción de materias fitotóxicas acumuladas en el suelo, eliminación de parásitos desconocidos, estimulación de micorrizas (NAIR et al. 1990) y otros microorganismos beneficiosos, etc. (KAEWRUANG et al. 1989b; HASAN, 1989; TJAMOS y PAPLOMATAS, 1987). No se sabe con certeza si se produce alguna liberación de sustancias fitorreguladoras. Al ser la lámina de polietileno de baja permeabilidad a muchos gases, el CO2 se acumula bajo la cubierta de plástico hasta alcanzar concentraciones 35 veces mayores que en el suelo no cubierto (RUBIN y BENJAMIN, 1981). Es posible que algunas sustancias volátiles acumuladas y calentadas bajo el plástico puedan afectar negativamente a los patógenos, ya que intervienen en procesos clave como la fungistasis y el control biológico. Se ha observado un aumento de concentraciones de Ca2+ y Mg2+, Cl-, K+, Na+, en suelos solarizados (CHEN y KATAN, 1980), así como NO3-, NH4 y PO4- (KAEWRUANG et al. 1989; CARTIA, 1989). El amonio parece favorecer la supresión de Fusarium spp., después de enmiendas con harina de oleaginosas, y la supresión de Aphanomyces spp. está relacionada con los compuestos del azufre. Asimismo el Ca2+ y Mg2+ tienen que ver con la resistencia de las plantas a algunos patógenos del suelo (WOOD, 1967). CHEN y KATAN (1980) y KAEWRUANG et al (1989), observan aumentos de materia orgánica soluble y minerales. El aumento mayor corresponde a NO3-; también aumentan NH4+, K+. Ca2+, Mg2+ y Cl-. No se ven cambios de pH, m.o. total, CO3HNa-, P asimilable y CH o son muy pequeños. Respecto a los micronutrientes se supone que también puede aumentar su contenido en la solución del suelo, ya que se observa en suelo solarizado un incremento de compuestos orgánicos solubles que actúan como quelantes de metales pesados (SCHNITZER, 1978). Según STAPLETON et al. (1985) no hay variaciones en los contenidos de K+, Zn2+, Cu2+, Mn2+, Fe3+ y Cl- en suelos solarizados y no, así como tampoco en el pH y materia orgánica total. En nuestros resultados con cultivos de tomate, escarola, zanahoria e hinojo, observamos incrementos de rendimiento asociados a la solarización, a pesar de no existir un factor patógeno limitante en el suelo. Esto coincide con resultados de CHEN y KATAN (1980), KATAN (1981), STAPLETON y DE VAY (1984) y STAPLETON et al. (1985). Estos efectos estimulantes sobre el cultivo no solo se aprecian en el que sigue inmediatamente al tratamiento, sino en los posteriores. Esto ha sido también observado por KATAN et al. (1983) y PULLMAN et al. (1981). Sin embargo se ha visto que los efectos de la solarización sobre la mayor cantidad de nutrientes disponibles no se prolonga en el tiempo, por lo que STAPLETON y DE VAY (1985) consideran que los estímulos de crecimiento observados en las plantas a corto plazo después de la solarización, se deben tanto a la eliminación de factores limitantes biológicos como a una mayor disponibilidad de nutrientes, excepto cuando estos son el factor limitante. En cambio los efectos sobre varios cultivos subsiguientes, son más atribuibles a los efectos biológicos, reductores de microorganismos patógenos, insectos y malas hierbas, que a los efectos químicos. Perspectivas de futuro. El uso de la energía solar como medio de control no contaminante es la única arma disponible para la recuperación de suelos fatigados que prescinde de contaminantes químicos, o reduce los niveles de residuos cuando se usa combinado con tratamientos químicos. La sociedad en la que vivimos camina hacia mayores niveles de bienestar que incluyen cada vez más exigencias sanitarias, y mayores restricciones en contenidos de resíduos. La solarización puede aportar la técnica adecuada para aproximarnos a un nivel de agricultura biológica, si no se cometen errores en el proceso de transferencia de esta tecnología. Lo que se busca no es ya un control absoluto de las enfermedades, sino más bien una reducción económica del nivel de enfermedad, mediante la explotación los recursos biológicos y físicos naturales. La solarización es pues una opción más para integrar en los planes de control mediante lucha integrada.