Protección vegetal

 

Efecto de Septoria tritici en el rendimiento de trigo de temporal en ambientes lluviosos de los Valles Altos Centrales de México

 

Effect of Septoria tritici on rainfed wheat yield in rainy environments of the Central Highlands of México

 

M. Elsa Rodríguez–Contreras¹, Héctor E. Villaseñor–Mir²*, Gerardo Leyva–Mir³, Julio Huerta–Espino², J. Sergio Sandoval–Islas¹ y Héctor M. de los Santos–Posadas¹

 

¹ Fitopatología y Forestal. Campus Montecillo. Colegio de Postgraduados. 56230. Montecillo, Estado de México. (elsarc@colpos.mx), (sandoval@colpos.mx), (hmsantos@colpos.mx).

² Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias. CEVAMEX, *Autor responsable: (hevimir3@yahoo.com.mx) (j.huerta@cgiar.org).

³ Parasitología. Universidad Autónoma Chapingo. 56230. Texcoco, Estado de México.

 

Recibido: Noviembre, 2006.
Aprobado: Marzo, 2008.

 

Resumen

El tizón foliar causado por Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) es una enfermedad que daña la producción de trigo en los Valles Altos lluviosos de México. Para determinar las pérdidas que ocasiona en esta región, se evaluaron seis variedades en parcelas con y sin control de la enfermedad en las localidades de Juchitepec, Estado de México y Nanacamilpa, Tlaxcala, en los veranos de 1997 a 1999. El diseño experimental fue bloques completos al azar con arreglo de tratamientos de parcelas divididas y los ensayos se evaluaron como series de experimentos. Hubo diferencias altamente significativas (p<0.01) para rendimiento de grano y peso de grano entre ambientes, tratamientos y variedades; además la severidad del tizón foliar varió entre localidades y años. La enfermedad afectó directamente el ciclo del cultivo y la productividad; el efecto negativo en el rendimiento de grano llegó a 44%. La manera más efectiva y rentable para su control es la siembra de variedades con mayor nivel de resistencia.

Palabras claves: Daño máximo de área foliar, rendimiento de grano, tizón foliar, variedades susceptibles.

 

Abstract

Leaf blotch caused by Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) is a disease damaging the wheat production in the rainy Highlands of México. In order to determine the losses it causes in this region, six varieties in plots, controlled and uncontrolled of this disease, were assessed in the localities of Juchitepec, State of México, and Nanacamilpa, Tlaxcala, in the summers of 1997 and 1999. The experimental design was complete randomized blocks with an arrangement of split plot treatments, and the assays were evaluated as experimental series. There were highly significant differences (p<0.01) for grain yield and grain weight among environments, treatments, and varieties; furthermore, the severity of leaf blotch varied among localities and years. The disease directly affected crop cycle and productivity; the negative effect on grain yield reached 44%. The most effective and profitable way of control is by sowing varieties with higher resistance level.

Key words: Maximum leaf area damage, grain yield, leaf blotch, susceptible varieties.

 

INTRODUCCIÓN

En México, el trigo se siembra en condiciones de riego y temporal. Durante la década de 1990 se redujo el área irrigada debido a problemas fitopatológicos, escasez de agua y baja rentabilidad ocasionando la importación de grano para surtir la demanda nacional desde 1997. Las siembras de temporal son una alternativa para complementar la producción obtenida con riego, porque se oferta más barato que el trigo importado y su cultivo tiene más ventajas agronómicas en áreas donde otros cultivos, como el maíz, tienen limitantes por precipitación o estación corta de crecimiento. Sin embargo, el trigo de temporal se produce en el ciclo de verano, cuando inciden enfermedades como royas, tizones y manchas foliares (Huerta y Singh, 2000).

El tizón foliar causado por Mycosphaerella graminicola (Fuckel) J. Schrot. In cohn. (anamorfo Septoria tritic_i Roberge in Desmaz. (Cunfer, 1997)) incide en diversas regiones trigueras del mundo con clima templado lluvioso (Eyal, 1981; Polley y Thomas, 1991; Shaw y Royle, 1993), ocasionando hasta 60% de pérdidas en rendimiento (Arraiano et al., 2001). Estas pérdidas se asocian con disminución en peso hectolítrico del grano y su calidad (Karjalainen et al., 1983), ya que los granos se arrugan, pierden peso y no son adecuados para la molienda (Eyal, 1981). Por tanto su control es necesario para minimizar las pérdidas y lograr una producción rentable.

En México el tizón foliar se presenta en las partes altas (a más de 2000 m) y lluviosas (800 mm de precipitación), principalmente en la región de la Sierra Tarasca, Michoacán, en el Valle de Toluca, Estado de México, y en los Altos de Jalisco (Gómez y González, 1990); su severidad está en función de las condiciones climáticas y de la variedad sembrada. En años inductivos al desarrollo de la enfermedad los daños pueden alcanzar 45% en los Altos de Jalisco (Gómez y González, 1990) o 60% en la Sierra Tarasca (Castrejón et al., 1995).

En partes altas y lluviosas de los Valles Altos de México, como Juchitepec y Amecameca, Estado de México, Nanacamilpa y Tlaxco, Tlaxcala, y Singuilucan, Hidalgo, prevalecen condiciones de clima y suelo para la producción de trigo de temporal. Sin embargo, el tizón foliar es una de las principales enfermedades, principalmente donde la siembra es monocultivo (Eyal, 1981), lo cual aumenta cada año su presencia en siembras de temporal (Leyva et al., 2006). Por la importancia que tiene este hongo en los Valles Altos, el objetivo del presente trabajo fue cuantificar las pérdidas en rendimiento que causa esta enfermedad en diferentes variedades cultivadas en temporal.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El estudio se realizó en los ciclos de cultivo Primavera–Verano de 1997, 98 y 99 en las localidades de Juchitepec, Estado de México (JUCH) (2590 m; 19° 05' N y 98° 52' O; precipitación anual de 853 mm) y Nanacamilpa, Tlaxcala (NANA) (2720 m; 19° 29' N, 98° 32' O; precipitación anual 841 mm). Para determinar el efecto del tizón foliar se evaluó el cultivo con y sin control de la enfermedad en seis variedades. Se usó una serie de experimentos en un diseño experimental de bloques completos al azar con cuatro repeticiones con un arreglo de tratamientos de parcelas divididas. La parcela grande correspondió a los tratamientos: 1) control de la enfermedad mediante dos aplicaciones del fungicida Sportak (Procloraz, 1.0 L ha ^–1), la primera durante floración y la segunda 20–25 d después; 2) sin control donde artificialmente se indujo una epifitia, inoculando las plantas entre las etapas fenológicas de embuche a espigamiento, mediante una aspersión de ultrabajo volumen con una suspensión aproximada de 10⁷ picnidiosporas mL ^–1 de agua (Wainshilbaum y Lipps, 1991). La parcela chica correspondió a las variedades Siete Cerros T66, Zacatecas VT74, México M82, Temporalera M87, Batán F96 y Romoga F96, las cuales no se han evaluado por su reacción a S. tritici y se siembran en los Valles Altos. Las prácticas fueron similares a las usadas por los agricultores de la región: una sola aplicación de fertilizante (80–40–00) antes del amacollamiento. No se aplicó herbicida ni otro producto químico para evitar efectos de los mismos sobre la expresión del tizón foliar, realizando manualmente las labores agronómicas.

El tamaño de la parcela experimental fue 3.6 m², con cuatro surcos separados 0.30 m y una longitud de 3.0 m. Se evaluaron variables directas e indirectas. Las primeras fueron de las parcelas experimentales: días a floración (DF), días a madurez (DM), altura de planta (AP), rendimiento de grano (KGHA) obtenido de cada parcela en g m ^–2 y transformado a kg ha ^–1, y daño máximo de área foliar (DMAF) en % (escala 0 a 100) evaluando todo el dosel de la planta en la etapa de grano masoso, cuando la enfermedad alcanza su máximo nivel. Las segundas fueron producto del muestreo al azar de 25 tallos cortados al nivel del suelo tomados de los dos surcos centrales de la parcela: índice de cosecha (IC), espigas por m² (EPMC), peso de mil granos (PMG), número de granos por espiga (GPE), número de granos por m² (GPMC), número de granos por espiguilla (GPEE) y biomasa (BIOM). El rendimiento de grano y materia seca de los 25 tallos, el peso de mil granos y el número de espiguillas por espiga permitió calcular: BIOM=((RGP+RE25T)/ PU/IC); IC = RE25T/RB25T; EPMC = BIOM/RB25T/25; GPMC=RGP/(peso de 1000 granos/1000); GPE=GPMC/EPMC; GPEE= GPE/ESESP; donde RB25T=rendimiento biológico (peso total de la parte aérea, g) de 25 tallos; RE25T=rendimiento económico (peso del grano, g) de 25 tallos; RGP=rendimiento (g), de grano de la parcela; PU=parcela útil; ESESP= número de espiguillas por espiga (Villaseñor, 1996).

Se realizaron análisis de varianza y de correlación usando los procedimientos GLM y CORR (SAS, 1999). El grado de asociación entre variables que aportó la mayor cantidad de información se obtuvo mediante el análisis de correlación.

 

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Se encontraron diferencias altamente significativas (p<0.01) entre ambientes en todas las variables evaluadas (Cuadro 1). Entre tratamientos hubo diferencias altamente significativas (p<0.01) entre casi todas las variables; para DF, IC, GPE y GPEE; fueron significativas (p<0.05), pero no para AP (p>0.05). Entre variedades las diferencias fueron altamente significativas (p<0.01) en todas las variables. En las interacciones de primer y segundo orden se encontró diferencia altamente significativa (p<0.01) en algunas variables; en el rendimiento de grano, variable importante en el presente estudio, hubo diferencia altamente significativa (p<0.01) en las interacciones ambiente por tratamiento y ambiente por variedad.

En el Cuadro 2 se presenta el análisis de correlación entre las diferentes variables en los tratamientos con y sin aplicación de fungicida. Las siguientes variables se usaron para explicar las pérdidas ocasionadas por S. tritici: KGHA es el principal indicador de la productividad y se asoció significativamente con IC, EPMC, GPMC y BIOM; PMG asociado con DF e IC, pero sobretodo porque es un indicador del efecto de la enfermedad al evitar la movilización de fotosintatos hacia el grano. El DMAF prácticamente no se asoció significativamente con ninguna variable en los dos tratamientos, pero es el componente fitopatológico indicador de la presencia de la enfermedad. Esto se puede deber a que el análisis de correlación se realizó usando valores promedio de seis variedades y seis ambientes. Posteriormente se presenta la comparación de medias para las variables seleccionadas. Las localidades de temporal a través del tiempo representan ambientes contrastantes de producción; así, la evaluación de las variedades en las dos localidades durante tres años representa seis condiciones de siembra para evaluar el efecto del tizón foliar (Rodríguez et al., 2005).

En el Cuadro 3 se presenta la comparación de medias entre los seis ambientes; para KGHA y PMG hubo diferencia significativa (p<0.05) entre los ensayos, lo cual sustenta que los seis ambientes pueden representar la problemática que S. tritici ocasiona en las siembras de temporal en los Valles Altos de México. También se confirma lo mencionado por Polley y Thomas (1991) de que la incidencia de este patógeno varía a través de los años, dependiendo de las condiciones climatológicas. La pérdida en rendimiento de grano varió entre ambientes, de 16% (JUCH98) a 30% (JUCH97); mientras que en peso de mil granos fue de 2% para JUCH98 a 15% en NANA98. Al respecto, Royle et al. (1986) indican que los daños de esta enfermedad tienden a variar entre sitios y años, dependiendo de las condiciones climáticas y del cultivo.

Los resultados de pérdidas en rendimiento de grano por ambiente (Cuadro 3) se refieren al promedio de las seis variedades, que son menores a los reportados por Gómez y González (1990) y Castrejón et al. (1995) para otras regiones temporaleras de México. De acuerdo con la significancia de la interacción ambiente por variedad, se espera que en las variedades susceptibles estas pérdidas sean mayores en condiciones favorables para el desarrollo de la enfermedad, como lo mencionan Arraiano et al. (2001).

En las medias para las variedades hay diferencia en las variables KGHA y PMG (Cuadro 4). En las variedades México M82 y Temporalera M87; la enfermedad redujo el peso de mil granos hasta 13%, mientras que en Batán F96 no hubo pérdidas. En relación con el rendimiento, la pérdida promedio en los seis ambientes fue 16% en la variedad más resistente (Batán F96), 36% en la variedad más susceptible (Siete Cerros T66), pero la pérdida máxima fue 44% para Siete Cerros T66 en NANA98. En rendimiento hay dos grupos de variedades; Siete Cerros T66, Zacatecas VT74 y México M82, de baja productividad; Temporalera M87, Batán F96 y Romoga F96, de alta productividad. Esta agrupación es más evidente cuando el cultivo no se protegió contra el ataque de la enfermedad, ya que se conjuntó el rendimiento con la resistencia a este hongo. Ésto confirma el reporte de Van Ginkel y Rajaram (1995), de que la siembra de variedades resistentes y de alto rendimiento puede reducir el efecto del tizón foliar del trigo, y es un método más efectivo y más rentable en la producción, ya que el uso de fungicidas aumenta su costo (Brown et al., 2001).

En la Figura 1 se presenta el efecto que causa la enfermedad sobre el rendimiento de grano en los dos sitios y tres ciclos (ambientes) de evaluación. Independientemente de la localidad o el año, al intensificarse el daño foliar se redujo la producción. El efecto sobre el rendimiento en algunas situaciones fue más severo, como en NANA98, comparando en esa misma localidad en 1997 (NANA97). Esto sugiere que la severidad del tizón foliar está fuertemente influenciada por las condiciones ambientales, como lo señalan Jlibene et al. (1994).

En la Figura 2 se presenta el efecto que causa la enfermedad sobre el rendimiento de grano para las seis variedades; al incrementarse el daño foliar se redujo el rendimiento de grano. Los puntos con mayor rendimiento y menor incidencia de la enfermedad (Figura 2) correspondieron a las variedades más tolerantes (Temporalera M87, Batán F96 y Romoga F96), mientras que sus recíprocos correspondieron a las susceptibles (Siete Cerros T66, Zacatecas VT74 y México M82).

El tizón foliar es una enfermedad agresiva en los ambientes lluviosos de los Valles Altos de México. Al convertirse el trigo en monocultivo, las pérdidas en el rendimiento serán mayores y superarán los esfuerzos del mejoramiento genético para aumentar los rendimientos del trigo del temporal en México. Entonces, para minimizar los efectos de esta enfermedad es necesario generar variedades con mayor nivel de resistencia que Batán F96 y Temporalera M87.

 

CONCLUSIONES

La severidad de la enfermedad tiende a variar entre sitios. Tiene un efecto negativo directo en el peso y rendimiento de grano, que es de mayor magnitud para las variedades más susceptibles. El tizón foliar puede causar pérdidas de hasta 44% en el rendimiento del trigo en la región. Una manera de reducir el daño de la enfermedad es sembrando variedades con mayor nivel de resistencia.

 

LITERATURA CITADA

Arraiano L. S., P. A. Brading, and J. K. M. Brown. 2001. A detached seedling leaf technique to study resistance to Mycosphaerella graminicola (anamorph Septoria tritici) in wheat. Plant Pathol. 50:339–346.        [ Links ]

Brown, J. K., G. Kema, H. Forrer, E. Verstappen, L. S. Arraino, P. A. Brading, E. M. Foster, P. M. Fried, and E. Jenny. 2001. Resistance of wheat cultivars and breeding lines to Septoria tritici blotch caused by isolates of Mycosphaerella graminicola in field trials. Plant Pathol. 50:325–338.        [ Links ]

Castrejón S. A., R. M. González, and L. Gilchrist. 1995. Control químico redituable de Septoria tritici para el área de temporal húmedo en México. In: Gilchrist S. L., M. van Ginkel, A. McNab, and G. H. J. Kema (eds). Proceedings of a Septoria tritici Worshop. México, D. F. CIMMYT. pp:135–146.        [ Links ]

Cunfer, B. M. 1997. Taxonomy and nomenclature of Septoria and Stagonospora species on small grain cereals. Plant Dis. 81:427–428.        [ Links ]

Eyal, Z. 1981. Integrated control of Septoria diseases of wheat. Plant Dis. 65 (9):763–768.        [ Links ]

Gómez L., B. L., and R. M. González. 1990. Mejoramiento genético de trigos harineros para resistencia a Septoria tritici en el área de temporal húmedo en México. In: Kohli, M. M., y L. T. Van Beuningen (eds.) 1990. Conferencia regional sobre septoriosis de trigo, México, D. F. CIMMYT. pp: 42–58.        [ Links ]

Huerta, E. J., y R. Singh. 2000. Las royas del trigo. In: Villaseñor M., H. E., y E. Espitia. R. (eds.) El Trigo de Temporal en México. SAGAR, INIFAP, CIR–CENTRO y CEVAMEX. México, pp: 231–251.        [ Links ]

Jlibene, M., J. P. Gustafson, and S. Rajaram. 1994. Inheritance of resistance to Mycosphaerella graminicola in hexapliod wheat. Plant Breeding 112:301–310.        [ Links ]

Karjalainen, R., Laitinen, A., and Juuti, T. 1983. Effects of Septoria nodorum Berk. on yield and yield components of spring wheat. J. Sci. Agric. Soc. Finl. 55:333–334.        [ Links ]

Leyva, M. S. G., L. Gilchrist–Saavedra, E. Zavaleta–Mejia, and M. Khairallah. 2006. Yield losses in wheat (Triticum aestivum L.) genotype inoculated with single and mixed isolates of Septoria tritici Rob Ex Desm. Agrociencia 40:315–323.        [ Links ]

Polley, R. W., and M. R. Thomas. 1991. Surveys of diseases of winter wheat in England and Wales, 1976, 1988. Ann. Appl. Biol. 119:1–20        [ Links ]

Rodríguez–Pérez, J. E., J. Sahagún–Castellanos, H. E. Villaseñor–Mir, J. D. Molina–Galán, y A. Martínez–Garza. 2005. La interacción genotipo x ambiente en la caracterización de áreas temporaleras de producción de trigo. Agrociencia 39:51–64.        [ Links ]

Royle, D. J., M. W. Shaw, and R. J. Cook. 1986. Patterns of development of Septoria nodorum and S. tritici in some winter wheat crops in Western Europe, 1981–83. Plant Pathol. 35: 466–476.        [ Links ]

SAS Institute. 1999. The Statistical Analysis System for Windows. Ver. 8. Cary, N. C. USA.        [ Links ]

Shaw, M. W., and D. J. Royle. 1993. Factors determining the severity of epidemics of Mycosphaerella graminicola (Septoria tritici) on winter wheat in the UK. Plant Phathol. 42:882–889.        [ Links ]

Van Ginkel M., and S. Rajaram. 1995. Breeding for resistance to Septoria tritici at CIMMYT. In: Gilchrist S. L., M. van Ginkel, A. McNab, and G. H. J. Kema (eds). Proceedings of a Septoria tritici Worshop. México, D. F. CIMMYT. pp: 55–61.        [ Links ]

Villaseñor M., H. E. 1996. Selección recurrente en una población de trigo de apareamiento aleatorio mediante el uso de androesterilidad. Tesis de Doctor en Ciencias. Colegio de Postgraduados. Instituto de Recursos Genéticos y Productividad, Programa de Genética. Montecillo, Texcoco Edo. de México. 186 p.        [ Links ]

Wainshilbaum, S. J., and P. E. Lipps. 1991. Effect of temperature and growth stage of wheat on development of leaf and glume blotch caused by Septoria tritici and S. nodorum. Plant Dis. 75:993–998.        [ Links ]