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Introducción
En el Estado de México, el cultivo de haba (Vicia faba) se destina tanto al consumo en seco como en fresco. El haba es fuente importante de proteína, con un contenido entre 14 y 35 %. Posee gran importancia económica y social para las zonas productoras (Calixto et al., 2020). En 2023, la superficie nacional cultivada de haba verde fue de 10,080.5 ha, de las cuales se obtuvieron 68,984.76 t. En el mismo año, el Estado de México registró una producción de 694.65 t en una superficie de 4,835.14 ha consolidándose como principal productor (SIAP, 2023). La mancha de chocolate (Botrytis fabae) y la mancha café (Ascochyta fabae) afectan entre 25 y 80 % del área foliar (Omar, 2021). En los Valles Altos de México, la mancha de chocolate es una de las principales enfermedades (Hernández y Sandoval, 2015). Colak et al. (2017) mencionan que esta enfermedad puede presentarse de forma irregular en los tallos y hojas, lo que limita la actividad fotosintética y causar perdidas en producción entre 50 y 100 %.
El comportamiento de los patógenos en espacio y tiempo se realiza mediante estudios epidemiológicos, entre los cuales destaca la estimación de los daños causados por el agente causal a través del tiempo en un espacio determinado (Olivares et al., 2021). Bock et al. (2022) señalan que existen diversos métodos para estimar la severidad inducida por un fitopatógeno, definida como proporción del tejido afectado con respecto al área total del hospedante. Sin embargo, muchos de estos métodos presentan limitaciones relacionadas con errores en precisión, exactitud y reproducibilidad. Alves (2018), indica que la estimación de la severidad requiere estudios precisos, como el uso de escalas diagramáticas logarítmicas previamente evaluadas y validadas. En este sentido, el uso de escalas diagramáticas logarítmicas de severidad se ha consolidado en los últimos años como una herramienta útil para estimar daño de diversas enfermedades, permitiendo una evaluación rápida (Acco et al., 2020). Estas escalas están estructuradas en intervalos de clase que representan el progreso de la enfermedad, lo cual facilita tomar decisiones e implementación de estrategias de manejo. Además, su practicidad y aplicabilidad presentan ventajas importantes (Lavilla y Petta, 2022). Por lo anterior, el objetivo del presente estudio fue diseñar y validar una escala diagramática para determinar la severidad foliar de la mancha de chocolate, causada por Botrytis fabae, en el cultivo de haba en el Valle de Toluca.
En los municipios Zinacantepec (2124996.43 UTM N; 419277.08 UTM E), Toluca (2125772.03 UTM N; 428452.94 UTM E) y Calimaya (2117276.10 UTM N; 428894.07
UTM E), del Valle de Toluca, con un clima templado lluvioso (Cwbg) y temperatura promedio de 12.5 °C, con lluvias predominantes en verano, se seleccionaron tres parcelas comerciales de haba, previas a floración. Se colectaron un total de 150 foliolos: 50 foliolos del estrato bajo, medio y alto, con síntomas característicos a mancha de chocolate y con diferentes niveles de daño. Se colectaron 10-15 foliolos asintomáticos. Los foliolos se conservaron en una prensa botánica para reducir daños mecánicos y preservar sus características. Se trasladaron al laboratorio de Fitosanidad perteneciente a la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Autónoma del Estado de México. Los foliolos se preseleccionaron visualmente, descartándose los dañados por insecto, rasgados o con nivel de daño-sintomatología similar. Se seleccionaron 138 foliolos representativos, y se agruparon en seis categorías o rangos similares y se digitalizaron con ayuda de una impresora multifuncional marca HP® LASERJET PRO, modelo MFP M127fn.
En cada foliolo, se evaluó el área dañada con relación al total y se expresó en porcentaje, mediante el software APS PRESS© Assess 2.0 (Lamari, 2008). Así mismo, las áreas con síntomas y asintomática se determinaron con RGB (Rojo, Verde, Azul) (Passador et al., 2013), y se estimó la severidad real de la enfermedad (S) en porcentaje, de acuerdo con la fórmula propuesta por Nutter et al. (2006): Severidad = [((área enferma) ⁄ (área total de la hoja digitalizada)) *100]. Los niveles logarítmicos de clase de severidad de la mancha de chocolate se determinaron de acuerdo con la ley de agudeza visual de Weber-Fechner, que establece una relación cuantitativa entre la magnitud de un estímulo físico y cómo este es percibido por el sujeto (Horsfall y Barrat, 1945). Se establecieron seis clases de severidad, así como los límites máximos y mínimos para cada una. Para validar la escala de severidad, se evaluaron las 138 imágenes digitalizadas con diferentes grados de daño, incluyendo los asintomáticos. Cada foliolo se colocó aleatoriamente en diapositivas individuales para ser proyectadas y visualizadas por 30 s con ayuda del software Microsoft 365® Power Point® (2022) y un proyector multimedia marca EPSON? PowerLite S18+ modelo V11H552021. La primera evaluación se realizó con 20 evaluadores sin experiencia en la cuantificación de severidad y sin apoyo de la escala generada.
La segunda evaluación se realizó a los ocho días posteriores a la primera, con 10 de los
20 evaluadores, quienes presentaron mejor agudeza visual y utilizaron la escala diagramática propuesta. En ambas evaluaciones se realizó una regresión lineal simple por evaluador para determinar la exactitud de los evaluadores, apoyados de los parámetros del coeficiente de determinación (r2) y margen de error (1-r2). Se realizó, una prueba de t al intercepto de la regresión lineal (β0) para comprobar la hipótesis H0: β0 = 0, al coeficiente de la pendiente de la recta (β1) y demostrar que fue diferente de 1, H: β1 = 1, con una P ≤
0.01. La precisión de las estimaciones obtenidas se evaluó con base al coeficiente de determinación (r2), exactitud y los errores absolutos (severidad estimada menos la severidad real) (Nutter et al., 2006) obtenidas con un análisis de regresión lineal simple con el software SAS® versión 9.0 (Tang, 2020), tomando en cuenta a la severidad real como la variable independiente y la estimada como dependiente.
Los porcentajes de área dañada fluctuaron entre 0 y 58.1 %. En la primera evaluación,
10 evaluadores mostraron un nivel de precisión moderado en identificar la clase correspondiente a la severidad de la enfermedad; mientras que, el resto presentó deficiencias (Cuadro 1). Fragoso-Benhumea et al. (2022) señalan que los niveles de precisión de evaluadores que carecen de experiencia no son aceptables, y requieren de un entrenamiento previo que podría mejorar la calidad y confiabilidad de las evaluaciones.
Cuadro 1 Valores del Intercepto (β0), pendiente de la línea (β1), coeficiente de determinación (r²) y margen de error (1-r²) de la ecuación de regresión lineal simple en estimaciones visuales de la severidad causada por Botrytis fabae, con 20 evaluadores sin escala y 10 evaluadores con uso de la escala diagramática logarítmica.
| Sin escala | Con escala | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ID | β0 x | β1 | r2 | 1-r2 | ID | β0 x | β1 | r2 | 1-r2 | ID | β0 | β1 Y | r2 | 1-r2 |
| 1 | 0.02* | 1.54 | 0.55 | 0.45 | 11 | <0.0001* | 1.02 | 0.63 | 0.38 | 1 | 0.02* | <0.0001 | 0.90 | 0.10 |
| 2 | <0.0001* | 0.95 | 0.74 | 0.27 | 12 | 0.71* | 1.26 | 0.65 | 0.35 | 2 | <0.0001* | <0.0001 | 0.93 | 0.07 |
| 3 | 0.66 | 1.49 | 0.58 | 0.42 | 13 | 0.31 | 0.27 | 0.35 | 0.65 | 3 | 0.66* | <0.0001 | 0.96 | 0.04 |
| 4 | 0.01 | 1.08 | 0.33 | 0.67 | 14 | 0.04 | 1.37 | 0.34 | 0.66 | 4 | 0.01* | <0.0001 | 0.88 | 0.12 |
| 5 | <0.0001* | 0.83 | 0.11 | 0.89 | 15 | 0.04 | 0.16 | 0.48 | 0.52 | 5 | <0.0001* | <0.0001 | 0.96 | 0.04 |
| 6 | 0.06 | 0.99 | 0.43 | 0.57 | 16 | 0.00* | 1.35 | 0.61 | 0.39 | 6 | 0.06* | <0.0001 | 0.95 | 0.05 |
| 7 | 0.93 | 1.15 | 0.33 | 0.67 | 17 | 0.01* | 0.90 | 0.54 | 0.46 | 7 | 0.93* | <0.0001 | 0.90 | 0.10 |
| 8 | 0.01* | 1.20 | 0.66 | 0.35 | 18 | 0.85 | 1.06 | 0.26 | 0.75 | 8 | 0.01* | <0.0001 | 0.92 | 0.08 |
| 9 | 0.00* | 0.61 | 0.07 | 0.93 | 19 | 0.32 | 0.84 | 0.63 | 0.37 | 9 | 0.01* | <0.0001 | 0.97 | 0.03 |
| 10 | 0.04* | 0.52 | 0.78 | 0.22 | 20 | 0.35 | 0.91 | 0.70 | 0.30 | 10 | 0.04* | <0.0001 | 0.99 | 0.01 |
| Promedio | 0.487 | 0.512 | Promedio | 0.936 | 0.08 | |||||||||
x hipótesis nula (β0=0) fue rechazada por la prueba t (P ≤ 0.01). precisión aceptable en negritas (r2). Y Es la significancia.
Para la segunda evaluación, se establecieron los límites mínimos y máximos de cada clase de severidad de la mancha de chocolate, expresados en porcentajes: C0: (0 = sin síntomas visibles), C1: (0.1-10.0; 8.8 valor medio = inicio de manchas concéntricas circulares menores a 20 mm), C2: (10.01-20.0; 14.5 = las manchas se incrementan, con un ligero hundimiento color café), C3: (20.01-35.0; 29.5= lesiones coalescen a lo largo y ancho del foliolo, desarrollando color rojizo con centros color café), C4: (35.01-58.0; 52.5
= las manchas presentan bordes color ladrillo a café, con centro café claro), C5: (>58.01- 100; 65.5 = Las lesiones coalescen, desarrollan un color café rojizo, observado que el tejido vegetal comienza a necrosarse).
El valor mínimo de severidad observado fue del 0 % (foliolo sano) y el valor máximo de severidad de 58.1 % (Figura 1). Estos valores fueron fundamentales para determinar los límites de cada clase dentro de la escala. La escala de severidad construida tiene una serie de clases que contiene los rangos observables de la enfermedad y proporciona el comportamiento de la severidad de la enfermedad. Lo anterior concuerda con Campbell y Madden (1990), quienes definen que una escala de severidad debe estar compuesta por clases que representen los rangos observables de la enfermedad, proporcionando una resolución adecuada al comportamiento de la severidad.
Figura 1 Escala logarítmica diagramática de severidad para evaluar la mancha de chocolate causada por Botrytis fabae en haba.
Los valores del coeficiente de determinación (r2) en los 20 evaluadores sin experiencia, fluctuaron de 0.07 - 0.78 con una media de 0.487, mientras que el margen de error (1-r2) fue de 0.22 a 0.93 y una media de 0.512 (Cuadro 1). En la validación con apoyo de la escala, los valores del coeficiente de determinación (r2) oscilaron entre 0.88 - 0.99 y una media de 0.936 (Cuadro 1), por lo que los resultados obtenidos en la segunda evaluación fueron superiores a la primera evaluación (Cuadro 1), es decir un entrenamiento previo, tiene influencia en la calidad de las evaluaciones, estos resultados concuerdan con lo reportado por Lavilla y Petta (2022) al obtener promedios mayores a 0.79 % de las evaluaciones realizadas con el empleo de escalas diagramáticas.
El margen de error (1-r2) en la segunda etapa varió de 0.01 hasta 0.12, con una media de 0.06, indicativo que es significativo y aceptable (Hernández y Sandoval, 2015), además se determinó una mejor precisión (β0) y exactitud (β1) con ayuda de la escala diagramática propuesta (Figura 2). Por lo anterior, la escala propuesta es reproducible y precisa, en concordancia con lo reportado por Cristiane-Delmadi et al. (2018) y Hernández y Sandoval (2015).
Figura 2 Distribución de residuales (severidad estimada-severidad real) de las evaluaciones de la mancha de chocolate (Botrytis fabae) en foliolos de haba. A) Evaluación sin escala. B) Evaluación con escala.
La precisión determinada de cada evaluador indica que una escala diagramática logarítmica representa un método estandarizado de cuantificación de una enfermedad y por esta razón se obtienen resultados favorables (Cristiane-Delmadi et al., 2018; Hernández y Sandoval, 2015), además de una adecuada exactitud y precisión entre los evaluadores (Figura 1). De igual forma, estos resultados concuerdan con lo reportado por Muñoz et al. (2020) al indicar que la evaluación de daños con apoyo de una escala mejora considerablemente la precisión (r2) como la exactitud (β1). Fragoso-Benhumea et al. (2022) indicaron que una escala diagramática puede garantizar la reproducibilidad, pero no la exactitud y precisión de la estimación. Con respecto al coeficiente de la pendiente β1, en la mayoría de los evaluadores presentaron significancia, es decir, estadísticamente cercanos a 1, con un intervalo de confianza de ∝=0.01 (99 %), lo anterior es indicativo que el uso de la escala diagramática de severidad permite obtener valores de precisión y exactitud cercanos a la severidad real, incluso cuando existen ligeras tendencias de subestimación y sobreestimación. Esta afirmación se refuerza al comparar los valores de error absoluto de las evaluaciones, donde se observa una disminución del error absoluto al utilizar la escala propuesta (Patricio-Hernández et al., 2023).
La escala de severidad para evaluar la mancha de chocolate en el cultivo de haba causada por Botrytis fabae, compuesta por seis clases, proporcionó una alta reproducibilidad con niveles de exactitud (aproximadamente 1) y precisión (r2 promedio = 0.96) aceptables, representando una herramienta para estandarizar la evaluación de daños en diferentes localidades, así como evaluar la eficacia de medidas de manejo o la respuesta de la sensibilidad de cultivares de haba al patógeno.
