Propuesta Investigativa
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POTENCIALES CONTROLADORES BIOLÓGICOS DE PERFORADOR DEL
FRUTO (Carmenta spp.) EN CULTIVOS DE CACAO EN LOS MUNICIPIOS
DE ARBOLEDAS, CÚCUTA Y SANTIAGO, DEPARTAMENTO NORTE DE
SANTANDER
INTRODUCCIÓN
El cacao (Theobroma cacao L) es la especie más representativa de la familia Esterculiácea de enorme importancia económica en todo el mundo, dado su uso como materia prima para las industrias confitera, productora de chocolate, de cosméticos y farmacéuticos. Asimismo es importante en Colombia porque se está utilizando para la sustitución de cultivos ilícitos (Fedecacao, 2007), este cultivo proporciona a los productores una fuente económica sostenible en el tiempo. Sin embargo este sistema de producción presenta problemas tales como; las plantaciones son viejas con más de 20 años, bajos rendimientos, poco control fitosanitario, inadecuado beneficio del grano y canales de comercialización que no favorecen al pequeño productor. Específicamente el ataque de plagas y enfermedades ha sido uno de los factores más limitantes. En este sentido la población de carmenta se presenta como una gran amenaza a la cacaocultura Colombiana, teniendo en cuenta los graves daños que ha causado a plantaciones en Venezuela y que la zona nororiental colombiana, fronteriza con Venezuela, ya ha reportado ataques importantes y es la principal productora del grano en el país. Existen reportes del ICA donde alertan la presencia en particular de especies pertenecientes al orden lepidóptera, como: Carmenta theobromae (Busck, 1910) y Carmenta foraseminis (Eichlin, 1995), en los municipios de Arboleda, Cúcuta y Santiago (Puello y Pérez ,2007), esta situación se convierte en una amenaza para la producción. Los productores agrícolas han usado el control químico como un método para disminuir la incidencia de estos insectos plaga, no obstante es de esperarse que con tales productos se generen otros problemas como: resistencia de los insectos a los insecticidas y posteriores impactos ambientales. Sin embargo, dentro del Manejo integrado de plagas existe el manejo ecológico de los patosistemas, el conocimiento de una plaga permite planear, programar, organizar, integrar y prevenir las tácticas de combate utilizables. Particularmente al conocerse poco de los organismos que ejercen un control adecuado sobre esta plaga, surge como alternativa la utilización del control biológico para el manejo de insectos plaga brindando una opción para desarrollar una agricultura sostenible (Sepúlveda, Gerding y France, 2009).
De acuerdo con lo anterior, y siendo conscientes de la importancia económica
que presenta el cacao en Colombia, mas aun siendo la región del Norte de
Santander una de las principales productoras del grano del país ocupando el
quinto lugar (Fedecacao, 2007), y la amenaza que presenta este insecto plaga
para la cacaocultura, esta investigación va encaminada a la identificación de
potenciales controladores biológicos que además de combatir efectivamente la
incidencia de estos perforadores, permitan la conservación a largo plazo del
medioambiente, como consecuencia del uso de métodos de control no
contaminantes.
PALABRAS CLAVE
Carmenta spp., Entomopatógenos, Theobroma cacao L, protección de cultivos.
OBJETIVO GENERAL
Seleccionar microorganismos con potencial para el control biológico del
perforador del fruto de cacao (Carmenta spp.) en los cultivos de cacao en los
municipios de Arboledas, Cúcuta y Santiago, Departamento Norte de
Santander.
Objetivos Específicos
Recolectar insectos enfermos o muertos, muestras de suelo y material
vegetal que evidencien la presencia de microorganismos con posible
potencial para el control biológico del perforador del fruto de cacao.
Aislar en condiciones de laboratorio los microorganismos con potencial
para control biológico de Carmenta spp.
Caracterizar morfológicamente los microorganismos aislados obtenidos.
Realizar pruebas de patogenecidad in vitro para la selección de cepas o
aislamientos promisorios de los controladores biológicos.
ESTADO DEL ARTE
El perforador del fruto del cacao(Carmenta foraseminis) está causando grandes
pérdidas a los productores en Venezuela, este insecto plaga fue descrito por
Eichlin en 1995, a partir de especímenes criados en semillas de Gustavia
superba (H.B.K) Berg (Lecytidaceae), colectadas en la isla de Barro colorado
en Panamá; su distribución abarca además a Colombia y Venezuela
(Eichlin,1995).
Este insecto pertenece al orden Lepidóptera y la familia sesiidae fue detectado
en Venezuela en los estados Aragua, Mérida y Zulia. Las larvas de Carmenta
foraseminis son de color blanquecino, la cabeza es de color marrón, no se
alimentan del endocarpio del fruto y penetran por la base del pedúnculo
siguiendo la placenta, atrofiando los granos, y posteriormente se alimentan de
las semillas. No se ha logrado diferenciar el sitio exacto de ovoposición y
posterior entrada de la larva en los frutos atacados, y externamente solo se
observa una mancha o peca sobre la superficie del fruto, bajo la cual ocurre la
transformación de la larva en una pupa de color marrón claro.
Los adultos se caracterizan por presentar un cuerpo de color negro y alas con
escamas de color negras. La hembra adulta oviposiciona en la superficie del
fruto, luego la larva rompiendo la película externa del fruto en el sitio donde se
ubica la peca y dejan las exuvias o restos de la pupa adherida al hueco de
salida. Las hembras ponen huevos de forma oval y tamaño aproximado a 0,6 x
0,3 mm. En algunos casos, el fruto dañado presenta una pudrición interna de
apariencia acuosa por la invasión de insectos del orden díptera; y en otros las
semillas se pegan fuertemente y se endurecen perdiéndose totalmente, porque
presentan un olor desagradable, lo cual hace que el fruto no se pueda
aprovechar en forma comercial (Navarro y Cabaña, 2006).
Por otro lado, Carmenta theobromae otra de las especies que ocasiona
grandes pérdidas en las zonas cacaoteras, fue descrita por Busck(1910), como
Sesia theobromae, a partir de un macho emergido de un fruto de cacao
colectado en la isla de trinidad. Posteriormente Eichlin (1995), la ubica como
Carmenta theobromae n. comb. En la actualidad Carmenta theobromae ha sido
señalada, además de trinidad, para Colombia, Brasil y Venezuela (Sánchez y
Marín,1987; Eichlin, 1995).
Este insecto, pertenece al orden Lepidoptera, familia sesidae, y es una plaga
importante en los estados venezolanos de Miranda, Aragua, Mérida y barinas.
La larva es la mayor causante de daño en el fruto, al taladrar la corteza
formando galerías, las cuales rellenan con sus excrementos, sin afectar la parte
interna ni los granos. Por lo tanto, los frutos se pueden aprovechar
parcialmente. Dicha perforación es abierta, los excrementos y la pudrición son
visibles en la parte externa, y los daños se aprecian en la corteza.
Las pupas son de color marrón oscuro, se encuentran en el exterior de las
galerías expuestas o entre los excrementos, donde quedan las exuvias cuando
sale el adulto; Los huevos tienen forma oval, algo cuadrada, son de color
castaño claro brillante y con un tamaño aproximado de 0,6 x 0,3 mm. En los
adultos, que salen de las pupas a los seis u ocho días (8,6 ± 2,2), predomina el
color amarillo en todo su cuerpo y presentan alas con escamas amarillas. En
ambas especies los machos se diferencian de las hembras porque poseen un
penacho de escamas apicales en el abdomen y presentan pelos finos y cortos
a todo lo largo del borde interno de las antenas (Navarro y Cabaña, 2006).
Por otro lado, el control biológico consiste en la utilización de organismos vivos
(enemigos naturales ) inducidos o manipulados, para mantener la población de
otro organismo plaga bajo el nivel de daño económico, entre estos es
ampliamente conocido la utilización de parasitoides y depredadores, sin
embargo existe un área menos conocida igualmente efectiva y ventajosa,
denominada control microbiológico de insectos, que se basa en la utilización de
microorganismos ya sea bacterias, virus, protozoarios, nemátodos u hongos
para reducir y estabilizar la población de los insectos plaga (Sepúlveda,
Gerding y France, 2009).
Dentro de este grupo destacan los hongos entomopatogenos considerados
como los patógenos más promisorios contra insectos de diversos órdenes, la
mayoría comúnmente son Hemiptera, Diptera, Coleoptera, Lepidoptera,
Hymenoptera y Orthoptera. (Carreño, 2003). En algunos órdenes de insectos
los estados inmaduros (ninfas o larvas) son más a menudo infectados que los
maduros o estado adulto, en otros puede suceder lo contrario. Los estados de
huevo y pupa no son frecuentemente infectados por los hongos (Carreño,
2003).
Estos microorganismos presentan un crecimiento macroscópico sobre la superficie de sus hospederos. Algunos hongos entomopatógenos sin embargo no producen crecimiento superficial o producen muy poco. La mayoría son patógenos obligados o facultativos y algunos son simbióticos. Su crecimiento y desarrollo están limitados principalmente por las condiciones ambientales externas en particular, alta humedad y temperatura adecuada para la esporulación y germinación de esporas (Carreño, 2003). La especificidad del hospedero varía considerablemente, algunos hongos infectan un amplio rango de hospederos y otros están restringidos a unos pocos o a una sola especie de insectos. En cuanto al control biológico de estos lepidópteros se ha trabajado en algunas regiones venezolanas con liberaciones de Trichogramma pretiosum parasitoides de huevos (Navarro y Cabaña, 2006), e igualmente se ha probado el hongo entomopatógeno Beauveria bassiana, siendo eficientes en la mayoría de los casos. Sin embargo a nivel regional no existen reportes sobre posibles controles usados para este insecto plaga; destacando que la región nororiental ha sido la puerta de entrada del organismo plaga al país, se hace necesario la búsqueda de microorganismos capaces de realizar un control eficaz, que sin duda será un gran aporte para los productores de cacao.
METODOLOGÍA
Selección de lotes experimentales. Estos se seleccionaran teniendo
como criterio la confirmación de la presencia de la plaga y sean de fácil
acceso, mediante la utilización de un geoposicionador que permita la
toma de información necesaria para la descripción de las zonas
agroecológicas muestreadas.
Recolectar microorganismos con potencial para control biológico de
Carmenta spp. Esta actividad se realizará mediante la colecta de
cadáveres de insectos e insectos vivos con posible ataque
entomopatógeno, este material recolectado en campo será evaluado
mediante un microscopio estereoscopio escogiendo los insectos que
presenten signos como esporulaciones o coloraciones atípicas (Carreño,
2003); tambien mediante la colecta de muestras de suelo (Rodríguez M,
Gerding M, France A, 2006), o material vegetal.
Aislamiento y caracterización morfológica de microorganismos. Este se realizará en condiciones de laboratorio mediante la utilización de diferentes medios de cultivo como papa-dextrosa-agar (PDA), papa-sacarosa-agar (PSA) y Saboreaud Rosa de Bengala (SRB) (CATIE- CORPOICA, 2003), para el crecimiento del microorganismo específico que será usado como controlador y posteriormente se realizará la descripción de sus características morfológicas.
Luego se efectuaran pruebas preliminares in vitro, en donde se evaluará
el grado de efectividad del microorganismo aislado sobre los estados
larvales del insecto, probando diferentes concentraciones 105,106,107 Y
108 conidias mL-1 , para determinar cual es la mas efectiva realizando
evaluaciones mediante la observación de los insectos tratados, se
utilizara en diseño completamente al azar con cinco repeticiones por
tratamiento, con una unidad experimental de 10 larvas, siendo los
tratamientos empleados las cuatro concentraciones antes descritas mas
un testigo manejado con agua destilada estéril (Rodríguez M, Gerding
M, France A, 2006). Posteriormente los resultados se someterán a
análisis de varianza, separación de medias mediante la prueba de Tukey
(Gómez y Gómez, 1984) y finalmente se calcularan las concentraciones
letales del 50 y 90%.
CRONOGRAMA
ACTIVIDAD MESES
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Revisión bibliográfica
Manejo microbiologico en laboratorio Y Capacitación en Carmenta sp.
Selección de lotes experimentales
Recoleccion de insectos plaga, muestreo de suelo y material vegetal.
Aislamiento y caracterización morfológica de los microorganismos con potencial controlador
Prueba de patogenecidad para la selección de cepas o aislamientos promisorios.
Recolección, análisis de la información y organización de resultados
CONTRIBUCIÓN A LA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Línea de investigación: Procesos biotecnológicos aplicados al sector
agropecuario.
Este trabajo de investigación fortalecerá el área de control biológico, la cual
tiene un gran potencial como alternativa en el manejo integrado de insectos
plaga, teniendo en cuenta que en la universidad no se ha profundizado en
dichos temas investigativos, indispensables dentro del marco de la agricultura
sostenible. Asimismo no existe personal en formación que pueda dedicarse a
esta área que tiene gran demanda regional. Al ser un trabajo pionero puede
tener un alcance nacional y binacional. Los protocolos o metodologías de
aislamiento de entomopatogenos desde su recolección en campo representan
un aporte para futuras investigaciones. Además ofrece la oportunidad de
desarrollar bioproductos para el control biológico de organismo plaga en tan
importante sector agrícola del departamento, posicionando al grupo de
investigación como un líder en el área.
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TUTOR
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