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Pudrición de mazorca de híbridos

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Evaluación en Valles Altos

En México, la superficie sembrada de maíz es aproximadamente de 7, 860,705 ha, de las cuales el Estado de México ocupa 562,496 ha, ubicándose entre los principales productores de este grano, después de Sinaloa y Jalisco (SIAP, 2010).

El rendimiento medio en la entidad es de 2.85 t ha–1, con un volumen de producción anual de 1,549,545 t. El estado de Tlaxcala tiene una superficie sembrada de 120,372 ha (1.5%), con un rendimiento medio de 2.55 t ha–1 y un volumen de producción anual de 305,543 t. Las pérdidas ocasionadas por enfermedades en estas entidades no se ha estimado; sin embargo, se reconocen por su impacto las enfermedades fungosas como las pudriciones de mazorca y tallo, ocasionadas principalmente por especies de Fusarium.

Se estima que las pérdidas mundiales por enfermedades en los distintos cereales son de aproximadamente 9.4% de la producción total. Las pérdidas anuales en la faja maicera de los Estados Unidos de América oscilan entre 7 y 17% (Shurtleff, 1980). Las pudriciones de la mazorca y tallo causadas por especies de Fusarium, se encuentran entre las enfermedades más importantes a nivel mundial, se presentan principalmente en países de África, América y Asia (Marasas et al., 1979; Vigier et al., 1997). En México se han reportado en la región de Valles Altos, El Bajío y en los estados de Tamaulipas, Jalisco, Veracruz, Chiapas y Sonora (Ortega y León, 1971; González et al. 1987; Cepeda y Orozco 1989; Cepeda y Venegas 1992; Pérez et al., 2001; González et al., 2006; Ireta et al., 2006; Morales et al., 2007; Gallardo et al., 2007; Robles et al., 2007; Pérez et al., 2007; Pérez et al., 2008a; Pérez et al., 2008b; López et al., 2008; Montes et al., 2008).

La pudrición de mazorca ha causado reducción del rendimiento hasta 50%, mientras que la pudrición del tallo puede ocurrir con una incidencia (plantas dañadas) hasta 75% y causar pérdidas de 57% (Munkvold y Desjardins 1997; Ireta et al., 2006; Pérez et al., 2006; Briones, 2007). Aunque la pudrición de mazorca y del tallo de maíz es causada por diversos géneros de hongos, las especies más frecuentemente reportadas como causantes de estas enfermedades en México corresponden al género Fusarium, al igual que en otras regiones del mundo.

Tanto F. subglutinans y F. verticillioides (Teleomorfo: Gibberella fujikuroi), se reportan en ambas enfermedades, mientras que F. proliferatum, F. poae, F. solani, F. chlamydosporum, y F. Pseudonygamai han sido identificadas  sólo en mazorcas con pudrición, F. oxysporum y F. graminearum en asociación a la pudrición del tallo (Robles et al., 2007; Morales et al., 2007, Pérez et al., 2007). De las especies anteriores, Fusarium verticillioides puede considerarse la especie más frecuente y distribuida afectando maíz en el mundo (Munkvold y Desjardins, 1997) la cual también puede ocurrir, junto con otras especies que afectan al maíz, dañando cereales de grano pequeño como trigo, cebada, sorgo y triticale.

En el Campo Experimental Valle de México del INIFAP, se realizaron dentro del programa de maíz, investigaciones en mejoramiento genético y producción de semillas, desarrollándose diversos materiales genéticos, así como la tecnología para la identificación de la localidad y manejo agronómico óptimo. Los objetivos del presente estudio fueron: evaluar el rendimiento y la intensidad de daño ocasionado por pudrición de mazorca en híbridos de maíz para Valles Altos, en dos fechas de siembra y en dos localidades (Santa Lucía de Prías, Coatlinchán, Texcoco, Estado de México y San Luis Huamantla, Tlaxcala) y la identificación de especies de Fusarium asociadas a esta enfermedad.

Materiales y métodos

  • Establecimiento de experimentos. En 2010 se establecieron bajo condiciones de infección natural de los hongos causantes de pudrición de mazorca, en Santa Lucía de Prías, Estado de México (19º 26’ 44.06” latitud norte y 98º 53’ 21.79” longitud oeste a 2 268 msnm) (riego) y San Luis Huamantla, Tlaxcala (19º 20’ 3.86” latitud norte y 97º 55’ 7.5” longitud oeste a 2,485 msnm) (punta de riego), dos experimentos en diseño de bloques completos al azar, con tres repeticiones y arreglo factorial de 20 híbridos de INIFAP y un testigo comercial (Cuadro 1), en dos fechas de siembra (FS) el 18 y 28 de mayo en Santa Lucía de Prías y una FS el 30 de abril en San Luis Huamantla, Tlaxcala. 

Las parcelas o tratamientos fueron de cuatro surcos con 5 m de largo por 0.8 m de ancho. El manejo agronómico consistió en fertilización (150-70-30), control de maleza en premergencia (i. a. S-metolacloro, 2 L ha–1); en posemergencia y después de la segunda escarda, cuando la maleza tiene alrededor de 10 cm (i. a. dicamba, 2 L ha–1) y para control de plagas, se aplicó i. a. metomil 90% y atrazina 250 g ha–1 durante el crecimiento vegetativo 3 a 5 hojas y después de la segunda escarda.

  • Evaluación de rendimiento. La estimación del rendimiento por genotipo se calculó usando la siguiente fórmula: R= ((PC*MS*PG)*FC/8600; donde: PC= peso de campo; MS= materia seca; PG= porcentaje de grano; FC= factor de corrección (1,000 m2/8 m2); 8 m2= 2 surcos de 5 m*0.8 m (parcela útil) y 8,600= superficie ajustada al 14% de humedad.
  • Evaluación de pudrición de mazorca. A la cosecha se evaluaron el total de las mazorcas por parcela o tratamiento y repetición el daño por pudrición de mazorca, utilizando una escala de severidad de seis clases; donde: 0= sana, 1= 1-10%, 2= 11-25%, 3= 26-50%, 4= 51-75%, 5= 76-100% de pudrición. El total de mazorcas cosechadas por genotipo se agruparon según la clase y se contabilizaron. Se calculó la media ponderada de severidad con la fórmula: P={[∑(n*v)]/[CM*N]}*100; donde: n= número de mazorcas por cada clase en la escala; v= valor numérico de cada clase; CM= categoría mayor; N= número total de mazorcas. Se realizó análisis de varianza y prueba de separación de medias de Tukey. Los análisis estadísticos se realizaron con SAS System™ versión 9.2.
  • Aislamiento e identificación de hongos patógenos causantes de la pudrición de mazorca. Una muestra de 10 mazorcas desgranadas con diferente porcentaje de severidad por fecha de siembra, se procesó en el laboratorio de fitopatología, ubicado en el Campo Experimental Valle de México. Para el aislamiento de los hongos patógenos causantes de la pudrición de mazorca, se tomaron 50 semillas y se desinfestaron con hipoclorito de sodio al 1% por un minuto, lavándose en dos pasos con enjuague en agua estéril, se colocaron en cámaras húmedas y se incubaron a temperatura ambiente (22-25ºC) con luz blanca diaria.

El registro de crecimiento micelial se realizó a las 24, 48 y 72 h, revisándose cada una de las semillas bajo el microscopio compuesto (Leica DM500). Se transfirió el micelio a cajas petri con medio de cultivo papa-dextrosaagar (PDA) acidificado, dejándose incubar a temperatura ambiente en condiciones de luz negra (F40Bl black light 40 w GE™). Las colonias que se desarrollaron se observaron microscópicamente para identificar los aislamientos. A partir de un conidio, se obtuvieron los aislamientos monoconidiales correspondientes. Los aislamientos monoconidiales se mantuvieron de 10 a 14 días en condición de luz negra para observar el color desarrollado por las colonias.

Se agruparon por color y características morfológicas de las colonias (tipo de crecimiento, forma color y textura) y se realizó la identificación morfológica según las claves de Nelson et al., (1983) y Leslie y Summerell (2006). Según el caso, se indujo la presencia de clamidosporas colocando los cultivos monoconidiales a temperatura ambiente, siete días con luz blanca y siete días en luz negra. Los aislamientos identificados se conservaron en arena en condiciones de temperatura ambiente (Smith, 1983).

Resultados y discusión

Con la información obtenida de los experimentos realizados en Santa Lucía de Prías, Coatlinchán, Texcoco, Estado de México, se encontró que el mayor rendimiento general ocurrió en la primera FS-1 (18 de mayo) con un promedio de 14.2 t ha–1, con respecto a la segunda FS-2 (28 de mayo) con un promedio de 7.23 t ha–1. La severidad ponderada promedio en ambas fechas de siembra fue muy similar (16.13 y 13.06%). 

El análisis de varianza (p 80 días) superando al testigo comercial (Buho) (Cuadro 2 y 3). Estos resultados muestran que aun y cuando las fechas de siembra no son las recomendadas (10-20 abril), los híbridos HGVC-2 y Prospecto 4 se pueden adaptar a las condiciones y factores climáticos adversos, prolongando así el periodo de siembra hasta en un mes con buen rendimiento (Gráfica 1). 

El análisis de varianza (p< 0.05), indica que existe un efecto significativo de la fecha de siembra sobre la intensidad de daño (severidad ponderada) de la pudrición de mazorca en los híbridos, ocasionada por varias especies de Fusarium. En la FS-1 y FS-2 los híbridos con menor severidad ponderada (Tukey p= 0.05) fueron HHMA-1 (0.096 c) y el híbrido HGVC-2, obtuvo la menor severidad ponderada en ambas fechas de siembra con valores de (0.103 c, 0.070 b, respectivamente (Tukey, p= 0.05), lo cual confirma que es un híbrido consistente en rendimiento y tolerancia a la pudrición de mazorca para Valles Altos (Gráfica 2). Los híbridos con la severidad mayor en la FS-1 fue el H47AE-2 (0.25 a) y en FS-2 H47AE-1 y H-70 (0.24 a). 

Las especies de Fusarium aisladas e identificadas en semillas con diferentes grados de severidad fueron: F. subglutinans, F. verticilloides (moniliforme), F. proliferatum y F. oxysporum. No se encontraron diferencias entre las especies de Fusarium e híbridos, pero sí hubo diferencias de las especies dependiendo la intensidad de daño o severidad, como es el caso de F. oxypsorum que se aisló de semillas con pudrición intensa, lo cual concuerda con el trabajo de García y Martínez (2010), aunque cabe señalar que esta especie se relaciona con mayor frecuencia a la pudrición de tallo, lo cual ocurre con F. subglutinans (Figueroa et al., 2010).

Morales et al., (2007) reportan un complejo de especies: F. verticilloides, F. subglutinans, F. solani y otras cuatro especies que no habían sido reportadas como patógenos de la mazorca: F. chlamydosporum, F. napiforme, F. Poae y F. pseudonygamai. Adicionalmente se aisló de semillas aparentemente sanas, Cephalosporium sp. Se ha reportado que algunas especies de este género son causantes de necrosis vascular, ocasionando pudrición de tallos. King (1981) aisló F. verticilliodes y Cephalosprium acremonium con mayor frecuencia de granos de maíz.

El rendimiento promedio en San Luis Huamantla, Tlaxcala, resultó en un rango de 5.4-10.27 t ha–1. De los 21 híbridos evaluados, el rendimiento fue significativo (p< 0.05) para HP-1 (ciclo biológico precoz < 80 días) y Prospecto-4 (ciclo biológico intermedio) (10.27 y 10.07 t ha–1, respectivamente), mayores al rendimiento del testigo comercial Búho (8.2 t ha–1) (Tukey, p= 0.05). Los híbridos que obtuvieron menor rendimiento fueron H47AE-2 y H47AE-1 (5.4 y 6.8 t ha–1). La severidad ponderada de pudrición de mazorca, ocasionada por especies de Fusarium, fue para H-47AE-1 y H-66 (0.133 a y 0.023 b, respectivamente) (Duncan, p= 0.05). El híbrido HP-1, sobresale en rendimiento y pudrición de mazorca, lo que ofrece para las condiciones de esa región una alternativa importante (Gráfica 3). 

Conclusiones

Las pudriciones más comunes que afectan a la mazorca, son ocasionadas por diversas especies de Fusarium, las cuales pueden reducir el rendimiento significativamente. En el caso de híbridos para Valles Altos, las especies encontradas fueron F. subglutinans, F. moniliforme, F. proliferatum y F. oxysporum. Los híbridos que muestran los rendimientos mayores no son los que presentan las severidades menores y viceversa, lo cual indica que la variabilidad de especies de Fusarium encontradas, es un factor a considerarse en el mejoramiento genético de híbridos.  AS

Patricia Rivas-Valencia,
Autora para correspondencia:
rivas.patricia@inifap.gob.mx,
Juan Virgen-Vargas,
Adriana Cano Salgado,
Campo Experimental Valle de México. INIFAP. Carretera Los Reyes-Texcoco, km 13.5. Coatlinchán, Texcoco,
Estado de México. CP 56250
Tel. 01 595 9212681;
Israel Rojas Martínez,
Sitio Experimental Tlaxcala,
INIFAP. Carretera Tlaxcala-Santa Ana, km 2.5. Col. Industrial, Tlaxcala, Tlaxcala, CP 90800
y Victoria Ayala Escobar,
Programa de Fitopatología,
Colegio de Postgraduados Campus Montecillo. Carretera México-Texcoco, km 36.5. C. P. 56230