El haba (Vicia faba), es la séptima leguminosa de grano más importante en el mundo y se consume en vaina verde y grano seco (^{SIAP, 2020}). En 2020 el Estado de México fue el principal productor de haba verde con 39,111 t (47.4%), seguido por Puebla con 28,529 t (34.6%) y Michoacán con 6,388 t (7.7%), por lo que estas tres entidades representaron el 29.9% de la producción nacional total (^{SIAP, 2020}).

Según ^{López (2013}), en el Valle de Toluca, en los últimos años, las enfermedades causadas por hongos fitopatógenos han incrementado sus daños, sobresaliendo la mancha de chocolate (Botrytis fabae), la mancha café (Ascochyta fabae), la pudrición de la raíz (Rhizoctonia solani) y la roya (Uromyces viciae-fabae). Esta última se puede presentar desde el estado de plántula, hasta la madurez del cultivo. Afecta cualquier parte de la planta, preferentemente a las hojas de las partes medias y basales (^{Gautam et al., 2020}), pero también se ha observado en las hojas superiores con menor incidencia (^{Lopez, 2013}). Las pústulas son de color café marrón, ubicadas en el centro de halos cloróticos que ocurren en el haz y en el envés de las hojas (^{Gautam et al., 2020}). En otros estudios, dentro del halo se presentan varias pústulas dispuestas en círculos o irregularmente (^{Gautam et al., 2020}), afectando el rendimiento de las plantaciones desde un 40% (^{López, 2013}) hasta un 80%, pero su efecto va más allá de cosecha no recuperable ya que los costos de producción sobrepasan los 30 mil pesos por hectárea dependiendo de la zona geográfica (^{SIAP, 2020}).

Hasta el momento no se ha publicado una escala de cuantificación de la severidad de roya para el cultivo de haba que estandarice la evaluación del daño. Las escalas utilizadas con anterioridad corresponden a frijol y soja (^{Godoy et al., 2006} y ^Stavely,1984), por lo que es necesario elaborar dicha escala en haba que permita evaluar el daño de esta enfermedad y estandarizarla. Existen diversos métodos que permiten estimar la severidad de un fitopatógeno como proporción del tejido afectado con respecto al área total del hospedante, pero la mayoría adolece de problemas por los diferentes errores de precisión, exactitud y reproducibilidad (^{Bock et al., 2022}). ^{Rico et al. (2019}) señalaron que las escalas diagramáticas logarítmicas constituyen una de las herramientas más ampliamente utilizadas en la medición de daño. Estas escalas consisten en la representación ilustrada de una serie de plantas o partes de las plantas, mostrando síntomas de una enfermedad en diferentes grados de severidad.

Este tipo de sistema de medición tiene la ventaja de ser práctico, de fácil uso y manejo (^{Lavilla et al., 2022}). No todos los sistemas de medición con base en escalas diagramáticas son logarítmicas, algunas son lineales o totalmente arbitrarias. Estos sistemas son importantes debido a la participación de grupos de evaluadores en condiciones de campo, los cuales resultan esenciales en sistemas de vigilancia epidemiológica (^{Ortega-Acosta et al., 2016}; ^{Lavilla et al., 2022}).

Para la elaboración de escalas se deben considerar aspectos como, los límites superior e inferior, los cuales deben corresponder, respectivamente, a la cantidad máxima y mínima de la enfermedad encontrada en el campo; la representación de los síntomas, debe estar lo más cerca posible a lo observado en la planta; y los niveles intermedios de la severidad de la enfermedad, deben abarcar las limitaciones de la visión humana, tal como se definen en la “Ley del estímulo de Weber-Fechner” (^{Nutter y Schultz, 1995}). Además, las escalas diagramáticas deben ser probadas (validadas) antes de ser propuestas como un método estándar de cuantificación de enfermedades y en el caso de producir resultados insatisfactorios, estas deben corregirse (^{Bock et al., 2022}). Con base en lo anterior, el objetivo del presente estudio fue generar y validar una escala diagramática para evaluar la severidad de U. viciae-fabae en el cultivo de haba.

Durante el ciclo agrícola primavera-verano 2020-2021 se realizó una colecta de hojas de haba infectadas naturalmente por U. viciae-fabae en parcelas comerciales de una hectárea, ubicadas en los municipios de Zinacantepec (2,123,460 UTM N, 417,460 UTM O), Toluca (2,123,580 UTM N, 426,120 UTM O) y Calimaya (2,115,960 UTM N, 427,990 UTM O). En cada parcela se tomó una muestra dirigida de 20 hojas, cada una seleccionada minuciosamente para que existiera una amplia diversidad de niveles de daño y hojas sanas. Para su traslado, las hojas se cubrieron con papel periódico y se colocaron en una prensa botánica con la finalidad de evitar daño, o contaminación y fueron trasladadas la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Autónoma del Estado de México. De esta colección se seleccionó una muestra de 110 hojas con diferentes niveles de daño, las cuales se sometieron a un proceso de clasificación visual en rangos variables; y posteriormente las hojas se ingresaron a una impresora multifuncional de la marca HP-^® LASERJET PRO MFP M127fn para ser digitalizadas como imágenes (^{Scapin et al., 2014}).

Las hojas digitalizadas fueron sometidas a una primera evaluación por 20 evaluadores sin conocimientos previos, para que les asignaran un porcentaje de enfermedad. Esta evaluación se hizo considerando el porcentaje de severidad real (S) de la enfermedad, con base en la fórmula: severidad = (área enferma / área total de la imagen) * 100 (^{Nutter et al., 2006}); donde el valor mínimo y máximo de severidad se utilizaron para definir los límites mínimos y máximos de la escala propuesta. Estos resultados fueron comparados con los valores asignados por el software ^© ASSESS 2.0 (Image Analysis Software for Plant Disease Quantification).

Para validar la escala se utilizaron 58 hojas digitalizadas, representativas de los diferentes grados de severidad. Las imágenes fueron aleatorizadas y proyectadas en diapositivas individuales con el programa Microsoft 365^® Power Point, a 10 de los 20 evaluadores ocupados en la primera evaluación, seleccionados según el nivel de acierto obtenido y su compromiso para el proyecto. Mediante una regresión lineal simple se estimó la exactitud y precisión de las evaluaciones de severidad de cada evaluador y se comparó con el valor real de severidad obtenidos con el software ^©ASSESS 2.0.

La exactitud se determinó con la prueba T (severidad estimada por cada evaluador contra valores reales de severidad estimado por el software) aplicada al intercepto de la regresión lineal (b₀), para verificar la hipótesis del intercepto H₀: b₀=0; y con el coeficiente de la pendiente de la recta (b₁) para estimar si fue diferente de 1 (H₁: b₁=1), con P≤0.01. La precisión de las estimaciones fue determinada con el coeficiente de determinación (r²) de la regresión y el error absoluto (1-r²) (^{Hernández y Sandoval, 2015}). El análisis de regresión lineal se llevó a cabo con el software estadístico SAS (Statistical Analysis System) versión 9.0.

La escala diagramática de severidad para U. viciae-fabae obtenida, quedó constituida por seis clases, representadas por los intervalos de valores 0 (0,0), 1 (>0.1-6.0), 2 (>6.1-12.0), 3 (>12.1-24.0), 4 (>24.1-56.0) y 5 (>56.1-<100). El valor máximo de severidad observado fue del 56%, con presencia de decoloraciones a una tonalidad verde pálido, y coalescencia de las pústulas, que cumple con las características para este nivel; en contraste, el límite inferior observado fue del 0% de daño (Figura 1).

En la estimación del daño de la enfermedad, los valores de r² (coeficiente de determinación) en la evaluación de selección de hojas para la formación de la escala, sus valores variaron de 0.575 a 0.892, con media de 0.738 (Cuadro 1); mientras que en la evaluación donde se usó la escala propuesta los valores fluctuaron de 0.90 a 0.97, con media de 0.93 (Cuadro 1) por lo que se consideran precisas de acuerdo a lo mencionado por ^{Belan et al. (2014}). En este mismo sentido ^{Ortega-Acosta et al. (2016}) reportan resultados promedio >0.80 en el 100% de las combinaciones de las dos evaluaciones, lo que es indicativo de que las escalas diagramáticas son reproducibles y es posible su implementación en campo, ya que los resultados de las evaluaciones mejoraron con el uso de la escala propuesta.

Figura 1 Escala diagramática para evaluar la severidad de la roya del haba ocasionada por Uromyces viciae-fabae. 

En la evaluación del nivel de daño con el uso de escala la reproducibilidad es considerada alta debido a que los evaluadores estimaron porcentajes similares de severidad (^{Hernández y Sandoval, 2015}). Los coeficientes de determinación obtenidos entre los diferentes evaluadores variaron en el rango de 0.90 a 0.97 por lo que la escala diagramática propuesta para evaluar la roya del haba se ajusta bien a los valores reales de severidad, que son similares al compararse con el valor del software ^©ASSESS 2.0 con un valor de 0.98, lo que refleja una alta precisión entre los evaluadores, en donde se muestra que, tanto de manera visual, como a través del software ^©ASSESS 2.0, los evaluadores tuvieron un alto nivel de acierto, reduciendo los errores absolutos (Figura 2), lo que concuerda con lo reportado en el sistema regional de evaluación de severidad de la roya del café (Hemileia vastatrix) en la que se concentran los datos de exactitud y precisión dentro de un sistemas de vigilancia epidemiológica (^{DGSV-CNRF, 2018}).

Figura 2 Severidad real vs error absoluto obtenidos en las evaluaciones de cuantificación de la enfermedad a) sin escala diagramática propuesta y b) con escala diagramática propuesta. 

Con base en la hipótesis de nulidad (b₀=0 o b₁=1), el coeficiente b1 fue estadísticamente cercano a 1 (P<0.01) (Cuadro 1) para la mayoría de los evaluadores, indicando que la evaluación arroja resultados cercanos a los valores reales, aun cuando existe la tendencia a sobreestimar los mismos. Con la escala de severidad diagramática de seis clases generada para evaluar la severidad de la roya del haba se proporcionan niveles aceptables de precisión y exactitud (b0 y b1) en las estimaciones del daño; además, los mayores errores absolutos se obtuvieron sin el uso de escalas (Figura 2), por lo que la escala logarítmica diagramática obtenida en este estudio representa un método estandarizado de cuantificación de la severidad de roya en haba, que puede ser utilizada como material de apoyo en la evaluación de métodos de control, comparación de ensayos en diferentes localidades, estudios epidemiológicos reproducibles y en programas de mejoramiento hacia una posible resistencia en variedades de haba.