Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES FORESTALES, AGRÍCOLAS Y PECUARIAS CENTRO DE INVESTIGACIÓN REGIONAL DEL PACIFICO CENTRO CAMPO EXPERIMENTAL SANTIAGO IXCUINTLA CONTROL AGRONOMICO DEL ERGOT DE SORGO EN NAYARIT Víctor Antonio VIDAL MARTINEZ Héctor WILLIAMS ALANIS Roberto VALDIVIA BERNAL FOLLETO TÉCNICO NUM. 1 SANTIAGO IXCUINTLA, NAYARIT JUNIO 2004 CONTENIDO Página INTRODUCCIÓN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 OBJETIVO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 DISTRIBUCIÓN DE LA ENFERMEDAD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 AGENTE CAUSAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 SINTOMATOLOGÍA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA PRESENCIA DEL ERGOT. . . . 8 Genotipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Clima. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 CONTROL AGRONOMICO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Mejoramiento genético. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Control químico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 11 BENEFICIOS DEL CONTROL AGRONOMICO DE LA ENFERMEDAD. . 14 AGRADECIMIENTOS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 LITERATURA CITADA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 GLOSARIO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2 INDICE DE FIGURAS Página 1. Ciclo asexual del hongo C. Africana (Sphacelia sorghi). . . . . . . . . . . . 6 2. Exudación de la miel en florecillas de sorgo como expresión del proceso infeccioso por Ergot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3. Producción de polen (g/pl) como mecanismo de tolerancia al Ergot. . . 11 4. Zacate Jonson, hospedero colateral del Ergot del sorgo. . . . . . . . . . . 14 INDICE DE CUADROS Página 1. Influencia de la temperatura y humedad relativa que favorecen la Presencia del Ergot del sorgo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. Rendimiento de grano y descriptores agronómicos de la tolerancia al Ergot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3. Control químico de la enfermedad del Ergot del sorgo. . . . . . . . . . . . . 12 4. Porcentaje de incidencia del Ergot por el efecto varietal y el uso de Fungicidas, en dos localidades. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 13 INTRODUCCIÓN En México, el sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) se cultiva en cerca de 1.3 millones de ha, con una producción mayor a los cuatro millones de toneladas; siendo Tamaulipas, Guanajuato, Jalisco, Michoacán y Sinaloa, los estados productores de sorgo más importantes del país (Williams et al., 1998). En el estado de Nayarit el sorgo se cultiva en una superficie aproximada de 40 mil ha; en su mayor parte en el ciclo de Otoño-Invierno bajo humedad residual, riego o ambos. Se cultiva también en los ciclos de Primavera y Primavera –Verano. Además, en Otoño-Invierno se dedican 2500 ha para producción de semilla en Otoño-Invierno (Vidal y Valdivia, 2001a). El rendimiento promedio de sorgo estatal es de 3.5 ton ha-1. No obstante que la superficie dedicada al cultivo del sorgo para grano en Nayarit, es mucho menor que otras zonas productoras; la estacionalidad de su producción (disponibilidad diferencial de producción) llega a impactar en el mercado nacional (Vidal y Valdivia, 2001). Sin embargo, las panojas de las plantas de sorgo son factibles de ser dañadas por la presencia de la enfermedad denominada Ergot, de la cual se han detectado daños a nivel comercial que van desde un 5% hasta un 20%. Por lo tanto, los daños posibles en la producción de mas de 100 mil toneladas de grano y 9 mil toneladas de semilla producidas en Nayarit representarían en términos monetarios una pérdida superior a los 13 millones de pesos en promedio (Vidal y Valdivia, 1999, 2000b). El Ergot o Mielecilla es una enfermedad que la produce el hongo que ataca al cultivo del sorgo, la cual se presentó en México en 1997 y en sólo ocho meses se diseminó por las principales zonas productoras de sorgo del país. En la región 4 sorguera del Estado de Nayarit fue reportado por primera vez durante el ciclo agrícola de Otoño-Invierno 1997/1998, tanto en siembras comerciales como de producción de semilla. La rápida dispersión de esta enfermedad en México ha provocado en el INIFAP la generación de trabajos de investigación en el ámbito nacional, regional y local tendientes a disponer de información apropiada referente a medidas preventivas para su control. Los trabajos se han enfocado principalmente al manejo agronómico. OBJETIVO El objetivo de esta publicación es de dar a conocer los antecedentes y características de la enfermedad y los componentes tecnológicos y de manejo agronómico disponibles para manejar y controlar la enfermedad del Ergot en las regiones sorgueras del Estado de Nayarit DISTRIBUCIÓN DE LA ENFERMEDAD En la actualidad esta enfermedad se encuentra prácticamente distribuida en las principales zonas productoras de sorgo del mundo. De 1915 a 1926 pasó del continente asiático al africano y en 1995 llegó a América (Brasil); En 1997, se reportó por vez primera en México y sur de Estados Unidos; diseminándose en México en sólo ocho meses en las zonas productoras. En Nayarit se informó de la presencia del hongo a mediados de 1997 y principios de 1998 ( Reis et al., 1996; Williams et al., 1998; Vidal y Valdivia 2000a). 5 AGENTE CAUSAL La enfermedad denominada Mielecilla o Ergot del sorgo es causada por el hongo C. africana, su infección primaria en el campo es posiblemente establecida por ascosporas provenientes de esclerocios (manifestación del estado sexual de este hongo), conidios del esfacelio y conidios provenientes de especies hospederas como zacates, plantas voluntarias (soca y/o resoca) y panojas infectadas en los residuos del suelo. Muestreos realizados en Nayarit parecen indicar la presencia del hongo en su estado asexual (Sphacelia sorghi) (Figura 1) cuyo ciclo se reconoce por la presencia de un exudado mieloso el cual es secretado por las florecillas, de color rosado a café y que impide la fecundación de las flores. Las gotas de miel contienen masas de millones de conidias del organismo causal y su sabor azucarado atrae a insectos que se alimentan de ellas y distribuyen las conidias entre flores y plantas. Al ocurrir la infección se reduce la calidad y rendimiento del grano (Bandyopadhyay et al., 1996; Williams et al, 1998). CONIDIA EN EL AIRE ESTIGMA SIN POLINIZAR VIENTOS CONIDIOS EN MIELECILLA 5 – 10 DIAS ALTA HUMEDAD OVARIOS CONVERTIDOS EN ESFACELIOS ESFACELIO PRODUCE CONIDIA EN MIEL FIGURA 1. CICLO ASEXUAL DEL HONGO C. Africana (Sphacelia sorghi) (Wlliams et al., 1998) 6 SINTOMATOLOGIA El Ergot es una enfermedad específica del gineceo o sistema reproductor femenino del sorgo, ya que ataca directamente al ovario. El ergot ataca únicamente ovarios no fertilizados. Algunas o todas las florecillas en una inflorescencia pueden ser infectadas. El síntoma externo más obvio de la enfermedad es la exudación de miel de las flores infectadas, un fluido pegajoso, de delgado a viscoso. Debido a que el exudado es dulce a esta enfermedad también se le conoce como “azucarada”. El patógeno del ergot es un hongo que infecta el ovario y utiliza el mismo curso que sigue el polen para la fertilización. Normalmente el polen requiere únicamente de pocas horas para la fertilización, mientras que el hongo toma de 2-3 días para colonizar el ovario. Al estar los estigmas receptivos al polen es cuando las flores son susceptibles (Bandyopadhyay et al., 1996) (FIGURA 2) . FIGURA 2. Exudación de la miel en florecillas de sorgo como expresión del proceso infeccioso por Ergot. 7 FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA PRESENCIA DE LA ENFERMEDAD Genotipos La presencia de materiales de sorgo con características morfológicas y reproductivas que aseguren una rápida fertilización, reducirán la probabilidad del ataque del ergot. Por otra parte, presencia de otros factores climáticos, agronómicos o de manejo que de alguna manera incrementen el tiempo entre la emergencia del estigma y la fertilización incrementarán el riesgo y severidad del ergot. Genotipos de sorgo con reducido período de antesis, poca producción de polen y panoja semicerrada o cerrada, propician la presencia de un microclima dentro del cuerpo de la panoja, favoreciendo el desarrollo de la enfermedad. Clima Los factores climáticos de los cuales es altamente dependiente la presencia de esta enfermedad, son principalmente temperatura y humedad relativa etapas de prefloración, plena floración (Bandyopadhyay et al., 1996) (Cuadro 1) 8 e inicio de llenado de en las grano CUADRO 1. Influencia de temperatura y humedad relativa que favorecen la presencia del Ergot del sorgo. Condiciones Climáticas Etapa del cultivo Temperaturas nocturnas menores a12OC Efecto sobre la planta Inducen esterilidad del Durante las 3-4 semanas antes polen y retardo del de la floración y 5 días después crecimiento del tubo de floración polínico Alta humedad relativa (> 90%) con presencia de nublados y rocío En prefloración y floración Reducción de la emergencia y dehiscencia de anteras y de la deposición del polen Alta humedad relativa (> 90%) y rocío Ya con presencia de mielecilla, se favorece la producción de conidios secundarios que son eficientemente dispersados por el viento Inicio de llenado de grano CONTROL AGRONOMICO Afortunadamente, el ergot en el ámbito comercial se puede considerar como una enfermedad manejable mediante prácticas agronómicas al alcance de los productores sorgueros. Mejoramiento genético Mediante estudios en germoplasma experimental, semicomercial y comercial, se han identificado a materiales de sorgo para grano por su capacidad de rendimiento de grano, adaptación y tolerancia a enfermedades foliares y de la panoja como el ergot del sorgo. Las evaluaciones se han realizado en los últimos cuatro años en la región costa Centro-Norte del estado de Nayarit, principalmente durante el ciclo agrícola de Otoño-Invierno. De esta manera se han identificado materiales de sorgo para grano tolerantes a la enfermedad por poseer un período de floración uniforme y corto, abundante producción de polen y por tipo de panoja semiabierta o abierta. Es decir, que las 9 panojas de plantas tolerantes deberán florear, en su mayoría al mismo tiempo lo cual se logra con una siembra uniforme con cantidad de plantas suficientes para que no haya mucha distancia entre ellas y favorezca la presencia de ahijamiento, el cual propicia presencia de floraciones múltiples. Los sorgos deben de producir suficiente cantidad de polen, para que este gane a la enfermedad su llegada al ovario de la flor hembra. La otra característica da tolerancia a la enfermedad es el tipo de panoja semiabierta o abierta ya que estos tipos de panoja presentan menos condiciones favorables para el desarrollo del Ergot, al haber mas aireación en la panoja, evitando la acumulación de humedad y de un microclima favorable para el desarrollo de dicho hongo. Los sorgos D-65, P-85G-47 son por ejemplo, más tolerantes a la enfermedad por poseer un tipo de panoja semiabierta y mayor período de floración o antesis. También, los sorgos D-65 y XM-6126 presentan abundante producción de polen, lo que corresponde a una menor incidencia de ergot (Cuadro 2, Figura 3). CUADRO 2. Rendimiento de grano y descriptores agronómicos de la tolerancia al Ergot. SORGO 85-G-47 D-65 RUSTLER XM-6126 ESMERALDA AMBAR-N WRANGLER DIAMANTE REND. GRANO (Ton ha-1) 7.2 a 6.8 a 6.9 a 6.7 a 6.0 a 5.9 a 5.8 a 5.5 b % Daño 0.7 3.0 1.2 1.8 8.4 7.7 1.6 4.0 Días a Flor. 58 65 58 67 64 63 59 61 Altura Planta 131 135 123 135 128 128 118 141 Tipo Panoja SA SA SC C SC SC C C Antesis (días) 9.8 10.3 9.3 10.1 9.4 8.8 8.9 9.4 Producc. Polen (g pl-1) 0.2 2.0 0.2 0.8 0.5 0.7 0.6 0.2 Clasificación Tolerante Tolerante Tolerante Tolerante Susceptible Susceptible Susceptible Susceptible = Ajustado al % de daño de Ergot; SA= Semi abierta, SC= Semicerrada, C=Compacta, A= Abierta. Estadísticos para rendimiento de grano: DMSH (0.05) = 1.6 ton ha-1; FC = 0.82 NS; R2 = 0.42; C.V. = 21.4% 10 6.8 % g pl-1 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 . 1.8 % 7.7 % 1.6 % 8.4 % 4.0 % 0.7 % 1.2 % 1 2 3 4 5 6 7 1) Esmeralda 2) Xm-6126 3) Rustler 4) Ambar 5) D-65 6) Wrangler 7) Diamante 8) 85G47 8 FIGURA 3. Relación entre producción de polen como mecanismo de tolerancia al Ergot y porcentaje de incidencia por híbrido de sorgo. Control químico El Ergot o Mielecilla del Sorgo es una enfermedad controlable mediante el uso de agroquímicos o fungicidas ya sea de manera preventiva con aplicaciones en prefloración (de emergencia de panoja a inicio de floración), y también de manera protectiva cuando la enfermedad ya está presente pero el daño es poco y factible de ser detenido. Los funguicidas para lotes de producción de semilla a utilizar son principalmente preventivos sistémicos; mientras que los fungicidas para lotes de producción comercial de sorgo para grano pueden ser preventivos (sistémicos) y protectivos (de contacto) (Cuadro 3). 11 CUADRO 3. Control químico de la enfermedad del Ergot del sorgo. FUNGICIDAS TIPO FORMA DE EPOCA CONTROL Triazólicos (Tilt, Folicur)| Sistémico Benlate Sistémico Tecto-60 Sistémico Manzate-200 Contacto Cupravit Contacto DE DOSIS APLICACION Preventiva en lotes Desde preinicio de producción de hasta fin de la semilla floración en intervalos de 5-7 días Preventivo en lotes Desde preinicio comerciales hasta fin de la floración en intervalos de 5-7 días Preventivo en lotes Desde preinicio comerciales hasta fin de la floración en intervalos de 5-7 días Protectivo Inicio de floración, de acuerdo a las condiciones climáticas, o a los primeros indicios de la enfermedad Protectivo Inicio de floración, de acuerdo a las condiciones climáticas, o a los primeros indicios de la enfermedad 3 aplicaciones de 250, 500 y 250 ml /ha. 3 aplicaciones de 500 g / ha c/u 3 aplicaciones de 500 – 750 g / ha c/u 2-3 aplicaciones de 3 kg/ha c/u 2-3 aplicaciones de 3 kg/ha c/u Para siembras comerciales de sorgo para grano, se sugiere el uso de funguicidas de contacto para minimizar los costos de producción del cultivo, ya que el control 12 de la enfermedad es muy similar a la de los productos sistémicos, los cuales son también de un costo mas elevado (Cuadro 4). CUADRO 4. Porcentaje de incidencia de Ergot por el efecto varietal y el uso de fungicidas, en dos localidades. PARCELA BENLATE1 CUPRAVIT2 LOCALIDAD TESTIGO SANTIAGO___ ESMERALDA 11.8 12.5 5.9 DIAMANTE 3.9 2.9 0.9 WRANGLER 7.8 0.1 6.4 RUSTLER 5.6 8.1 3.7 XM6126 2.4 3.8 2.2 D-65 1.4 0.5 1.5 85G47 2.8 2.4 1.8__________________ SORGO PARCELA BLASON1 MANZATE2 TESTIGO ACAPONETA ESMERALDA 16.6 3.4 1.4 DIAMANTE 3.9 2.4 5.4 WRANGLER 2.1 2.5 1.0 RUSTLER 1.4 1.0 0.9 XM6126 2.0 0.7 2.0 D-65 0.0 6.7 4.6 85G47 1.6 0.0 0.0__________________ 1 = Funguicidas Sistémicos; 2 = Funguicidas de Contacto SORGO Prácticas de control cultural o manejo Prácticas como rotación de cultivos y sustitución de la introducción del ganado a potreros para aprovechamiento de residuos postcosecha, por su incorporación al suelo sobre todo en lotes con alta incidencia, son efectivos para romper el ciclo de la enfermedad y erradicarla. La identificación y eliminación de hospederos colaterales como sorgos dulces forrajeros ó jalapa (zacate Johnson) (Figura 4), plantas “voluntarias” es una buena práctica cultural ya que esto contribuye a minimizar la presencia y dispersión de la enfermedad. 13 Figura 4. Zacate Johnson, hospedero colateral del Ergot del sorgo. En lo que respecta a las épocas de siembra, estas son útiles como mecanismos de escape a la enfermedad por permitir que la floración no coincida con las condiciones ambientales favorables para el desarrollo de la enfermedad. De esta manera, para la región Costa Centro del Estado de Nayarit (Municipios de San Blas, Santiago, Tuxpan y Ruiz), se ha encontrado como mejor época las siembras tempranas realizadas en la primera decena de noviembre por presentarse en ese tiempo menores incidencias de la enfermedad. Asimismo, para la región Costa Norte del Estado (Municipios de Rosamorada, Acaponeta y Tecuala), se sugieren las siembras preferentemente durante la segunda decena de noviembre. BENEFICIOS DEL CONTROL AGRONOMICO DE LA ENFERMEDAD Evitar o minimizar la disminución del rendimiento de grano unitario a niveles económicos que no lleguen a afectar el ingreso por venta del producto primario. Mayor calidad y cantidad del rendimiento de grano. Disminución de riesgo en siembras de sorgo comerciales al identificar presencia y control de la enfermedad. 14 la Uso de semilla de sorgos tolerantes a la enfermedad lo cual implica disminución de costos de cultivo, al evitar el posible uso del control químico. Establecimiento de mecanismos de escape cultural mediante el conocimiento del clima y fechas de siembra, que impliquen un menor riesgo a la enfermedad, al evitar que la floración se presente en condiciones ambientales que no favorezcan el desarrollo de la enfermedad. AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a las siguientes personas sus atinadas sugerencias: Dr. Samuel Salazar García y Dr. Margarito Ortiz Catón. También se agradece a las siguientes instituciones con cuyo financiamiento muy parcial fue posible obtener parte de la información aquí presentada: Fundación Produce Nayarit, A.C. y Comité Estatal de Sanidad Vegetal. LITERATURA CITADA Bandyopadhyay, R., D.E. Frederickson, N.W. Mclaren, and G.N. Odvody. 1996. Ergot – a global threat to sorghum. ISMN Vol. 37: 1-31. León G., H.M. 1978. Enfermedades de cultivos en el estado de Sinaloa. SARHINIA-CIAPAN. 213 P. Odvody, G. 2002. http: // w.w.w.agfacts.tamu.edu/TAES/Odvidy/ergot.htm Reis, E.M., Mantle, P.G. and Hassan, H.A.G. 1996. First report in the Americas of sorghum ergot disease, caused by a pathogen diagnosed as Claviceps Africana. Plant Disease 80:463 Vidal M,. V.A. , R.Valdivia V. 1999. Informe de resultados de la evaluación de sorgos comerciales y semicomerciales en Nayarit para el CCRVP. Ciclo Agrícola Otoño-Invierno 1998/1999 . S/N. Publicación Interna. Campo Experimental Santiago Ixcuintla-CIRPAC-INIFAP. 15 ______________________ 2000a. Informe de resultados de la evaluación de sorgos comerciales y semicomerciales en Nayarit para el CCRVP. Ciclo Agrícola Otoño-Invierno 1999/2000 . S/N. Publicación Interna. Campo Experimental Santiago Ixcuintla-CIRPAC-INIFAP. ______________________ 2000b. Diagnóstico, potencial productivo y tecnología disponible para el cultivo del sorgo para grano en la región costera del Estado de Nayarit. Publicación Especial No. 3. Campo Experimental Santiago Ixcuintla, Centro de Investigaciones del Pacífico Centro-INIFAP. 20 p. ______________________ 2001. Informe de Resultados de la evaluación de sorgos comerciales y semicomerciales en Nayarit para el CCRVP. Ciclo Agrícola Otoño-Invierno 2000/2001 . S/N. Publicación Interna. Campo Experimental Santiago Ixcuintla-CIRPAC-INIFAP. Williams, A. H., N. Montes, G. y J.I. Aguirre, R. 1998. El ergot del sorgo: su presencia en México y medidas preventivas para su control. Folleto Técnico No. 22. Campo Experimental Río Bravo, Centro de Investigación Regional del NoresteINIFAP. 19 p. GLOSARIO (León, 1978; Vidal y Valdivia 1999): ASCOSPORA Espora contenida y formada en el interior del asca )órgano reproductivo típico de los Ascomicetos) ASEXUAL Tipo de reproducción en la que no se requiere la unión de dos núcleos. CICLO DE UNA ENFERMEDAD La cadena de eventos involucrados en el desarrollo de una enfermedad incluyendo los estados de desarrollo del patógeno y los efectos de la enfermedad en la hospedera. CONIDIO (A) Espora asexual de un hongo formado en la parte terminal o lateral de una hifa DISEMINACIÓN Movilización de inóculo de una planta enferma a una sana, o de un área a otra. ENFERMEDAD Alteración del metabolismo de plantas u organismos vivos por causas ambientales o la acción de patógenos. ENFERMEDAD INFECCIOSA La causada por un patógeno y que puede contagiar plantas sanas. 16 ERRADICACIÓN Control de una enfermedad en una planta mediante la eliminación del patógeno una vez que se ha establecido o por la eliminación de la planta que sostiene o lleva al patógeno. ESCAPE Mecanismo generalmente ambiental o agronómicamente inducido mediante el cual la planta soporta los embates de la presencia de una enfermedad, ya sea evitándolos o minimizánoldos. ESCLEROCIO Masa compacta y dura de filamentos fungosos (hifas) con o sin tejido de la hospedera, que es capaz de sobrevivir bajo condiciones desfavorables del medio ambiente FERTILIZACION Unión sexual de dos protoplastos que resulta en la producción de un huevo o zigoto. FUNGICIDA Agente físico o químico que inhibe o mata los hongos. HONGO Organismo desprovisto de clorofila que se reproduce sexual o asexualmente, con micelio y núcleo bien definidos HOSPEDERA Cualquier planta atacada por un parásito. INOCULO Patógeno o alguna de sus partes, esporas, fragmentos de micelio, conidias, etc., que puede transmitir una enfermedad a una planta sana. MICELIO Hifa o masa de hifas que constituye el cuerpo (talo) de un hongo. PATÓGENO Entidad biológica o factor causante de una enfermedad. RESISTENCIA Habilidad de una planta por permanecer relativamente sin ser afectada por la enfermedad, debido a la propiedad inherente que posee. 17 SISTÉMICO Enfermedad en la cual la infección conduce a una diseminación general en toda la planta. SUSCEPTIBILIDAD Incapacidad de una planta a resistir el ataque de un patógeno. TOLERANTE Habilidad de una planta a soportar los efectos de una enfermedad sin que la hospedera sufra un daño aparente. 18