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La solarización como herramienta para el control de malezas, patógenos y plagas del suelo (página 2)


Partes: 1, 2, 3

2. Los beneficios de la solarización.

La técnica de solarización es uno de los descubrimientos más importantes que han surgido para el control de patógenos, malas hierbas e insectos del suelo. Las plantas desarrolladas en los suelos solarizados son con frecuencia más vigorosas.

2.1 Control de patógenos:

En Israel, en 1975, Katan y colaboradores (44) fueron los primeros en demostrar que la solarización puede controlar patógenos y malas hierbas. De Vay, citado por Yost y MacGill (115), mencionó que es el descubrimiento más sobresaliente en muchos años para el control de enfermedades de plantas. A partir del primer reporte, se ha demostrado que la solarización controla efectivamente muchos patógenos del suelo, como son: Alternaria, Dydimella, Fusarium spp., Phymatotrichum, Plasmodiophora, Pyrenochaeta spp., Pythium spp., Bipolaris, Rhizoctonia, Rosellinia, Sclerotinia, Sclerotium spp., Thielaviopsis, Verticillium, Agrobacterium, Streptomyces, Orobanche y nematodos (Cuadro 1).

Cuadro 1. Lista de patógenos que han sido controlados por la solarización

Patógeno

Cultivo

Localidad

Refer.

Hongos

 

Alternaria sp.

Didymella lycopersici

Fusarium oxysporum

Fusarium oxysporum

Fusarium oxysporum

Fusarium oxysporum f: sp. conglutinans

Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici

Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici

Fusarium oxysporum f. sp. melonis

Fusarium oxysporum f. sp. niveum

Fusarium oxysporum f. sp.radicis-lycopersici

Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum

Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum

Phymatotrichum omnivorum

Phytophthora cinnamomi

Plasmodiophora brassicae

Plasmodiophora brassicae

Pyrenochaeta lycopersici

Pyrenochaeta lycopersici

Pyrenochaeta lycopersici

Pyrenochaeta lycopersici

Pyrenochaeta terrestres

Pythium myrothecium

Pythium ultimum

Rhizoctonia solani

Rhizoctonia solani

Rhizoctonia solani

Rhizoctonia solani

Rhizoctonia solani

Rosellinia necatrix

Sclerotinia sclerotiorum

Sclerotium cepivorum

Sclerotium oryzae

Sclerotium rolfsii

Sclerotium rolfsii

Thielaviopsis basicola

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum dahliae

Verticillum" dahliae

Verticillium albo-atrum

Fresa

Tomate

Fresa

Fresa

Cebolla

Repollo

Tomate

Tomate

Melón

Melón

Tomate

Algodón

Algodón

Algodón

Aguacate

Repollo

Repollo

Tomate

Tomate

Tomate

Tomate

Cebolla

Cacahuate

Algodón

Papa

Cebolla

Frijol

Algodón

Fresa

Manzano

Manzano

Cebolla

Arroz

Cacahuate

Papa

Algodón

Papa

Alcachofa

Tomate

Berenjena

Pistache

Algodón

Fresa

Fresa

Cártamo

Olivo

Méx.(Gto.)

Marruecos

Japón

Méx.(Gto.)

California

California

Israel

Jordania

Méx.(Mich.)

Israel

Méx.(Sin.)

California

Israel

Méx.(Coah.)

Israel

Inglaterra

California

Israel

Italia

Grecia

Jordania

Israel

Israel

California

Israel

Israel

California

California

Méx.(Gto.)

Israel

Israel

Méx.(Méx.)

Pakistán

Israel

Israel

California

Israel

Grecia

Israel

Israel

California

California

Méx.(Gto.)

California

California

Grecia

(19,22)

(75)

(50)

(19,22)

(75)

(85-87)

(75)

(2)

(9)

(75)

(78)

(24)

(42)

(38,39)

(71)

(113)

(65)

(75)

(105)

(107)

75)

(48)

(75)

(75)

(25)

(49)

(75)

(74)

(19,22)

(104)

(75)

(69)

(75)

(31)

(25)

(74)

(25,32)

(108)

(45)

(1,45)

(4,5)

(74)

(19,22)

(75)

(75)

(76)

Patógeno

Cultivo

Localidad

Refer.

Bacterias

Agrobacterium tumefaciens

Streptomices scabies

Nogal

California

(98)

Patógeno

Cultivo

Localidad

Refer.

Nematodos

 

Criconemella xemoplax

Ditylenchus dipsaci

Helicotylenchus digonicus

Heterodera schachtii

Mewidogyne incognita

Meloidogyne incognita

Meloidogyne incognita

Mewidogyne incognita

Mewidogyne hapla

Nacobbus aberrans

Paratrichodorus poros'us

Paratylenchus hamatus

Pratylenchus vulnus

Pratylenchus thornei

Xiphinema spp.

Almendro

Ajo

Almendro

Almendro

Tomate

Algodón

Papa

Berenjena

Almendro

Tomate

Almendro

Almendro

Almendro

Papa

Almendro

California

Israel

California

California

Méx.(pue.)

California

Israel

Israel

California

Méx.(Pue.)

California

California

California

Israel

California

(97)

(93)

(97)

(97)

(57)

(24)

(75)

(1)

(97)

(57)

(97)

(97)

(97)

(32)

(97)

Patógeno

Cultivo

Localidad

Refer.

Plantas superiores parásitas

Orobanche aegyptiaca

Orobanche aegyptiaca

Zanahoria

Berenjena

Israel

(37)

(36)

En algunos casos, el control de patógenos ha durado más de un año (43,46,74,108); en otros, se han logrado efectos sinergísticos cuando se ha combinado la solarización con residuos de plantas (77,83-88) o fumigantes del suelo (14-16,26,78,97,109). Su efectividad también se ha incrementado mediante el uso de plástico avejentado (6,7) o con la utilización de dos capas de película de polietileno (49,50,55,76,89). Pero, no en todas las ocasiones se ha tenido éxito con la solarización. Hay reportes en donde el control de fitopatógenos ha sido negativo (58,59,64,68) o controvertido (38,39). En California (58), Arizona (59) y México (64) se encontró que la solarización no es efectiva para controlar al hongo Macrophomina phaseolina.

La solarización del suelo reduce las poblaciones de nematodos, pero menos drásticamente que hongos y malezas (75). Los nematodos son más 'tolerantes al calor y su control es menos efectivo en profundidades del suelo mayores de 30 centímetros. La solarización podrá por esta razón ser útil y económicamente factible para cultivos de raíces poco profundas y en jardines, aunque probablemente no debería usarse donde las poblaciones de nematodos deben reducirse 90-99% a profundidades de 45 centímetros o más antes del trasplante (75).

2.2 Control de malezas

El Cuadro 2 reseña 18 especies de malezas consideradas en 1977 como las importantes a nivel mundial, relación basada en su distribución y predominio en los cultivos. La agrupación de las malezas es bastante subjetiva y cualquier otra clasificación está muy lejos de ser absoluta. Su actualidad puede variar debido a que especies anteriormente no destacadas pueden convertirse en importantes, mientras que otras consideradas como tal, pueden declinar en su abundancia y frecuencia en un período corto de tiempo.

Cuadr 2. Las malezas más importantes del mundo. De acuerdo a Holm et al. 1977.

Rango

Especies

Formas de Crecimiento*

1

Cyperus rotundus L.

P

M

2

Cynodon dactylon (L.) Pers

P

M

3

Echinochloa crus-galli (L.) P. Beauv.

A

M

4

Echinochloa colona (L.) Link

A

M

5

Eleusine indica (L.) Gaertn.

A

M

6

Sorghum halepense (L.) Pers

P

M

7

Imperata cylindrica (L.) Raeuschel

P

M

8

Eichhornia crassipes (Mart.) Solms

P

M Ac.

9

Portulaca oleraceae L.

A

D

10

Chenopodium album L.

A

D

11

Digitaria sanguinalis (L.) Scop.

A

M

12

Convolvulus arvensis L.

P

D

13

Avena fatua L. y especies afines

A

M

14

Amaranthus hybridus L.

A

D

15

Amaranthus spinosus L.

A

D

16

Cyperus esculentus L.

P

M

17

Paspalum conjugatum Berg

P

M

18

Rottboellia cochinchinensis (Lour.) W.D. Clayton

A

M

* A = anual; Ac = acuática; D = dicotiledónea; M = monocotiledónea; P = perenne

Las malas hierbas son más susceptibles que los patógenos a la solarización. En general, la mayoría de las especies de malezas anuales y perennes pueden controlarse por medio de la solarización del suelo(36,47,42,4S,64,75,78,91,92,109) (Foto 8), pero difieren respecto a la susceptibilidad al calor; así pues, éstas se pueden clasificar como: 1) susceptibles, 2) moderadamente susceptibles, 3) moderadamente resistentes y 4) resistentes (Cuadro 3) (75,79,80,82).

En Sinaloa, durante el invierno, la solarización convencional (de una sola capa de polietileno) incrementa el desarrollo de malezas, debido al efecto de invernadero, el cual proporciona un ambiente adecuado para el desarrollo de especies propias del verano; sin embargo, cuando se solarización en túneles cerrados, las malezas pueden controlarse a partir de febrero.

Cuadro 3. Susceptibilidad de las malezas a la solarización del suelo.

Especie de malezas

Lugar de reporte

Susceptibles

Abutilon theophrasti

Amaranthus spinosus

Amsinckla douglasiana

Anagallis sp.

Anagallis retrofkxus

Argitamnia neomexicana

Boerhaavia erecta

Calandrinia ciliata

Capsella bursa-pastoris

Chenopodium album

Chenopodium murale

Convolvulus arvensis (de semilla)

Crotolaria pumila '

Cucumis dipsaceus

Datura stramonium

Echinochloa crusgalli "

Echinochloa colonum

Eclipta sp.

Euphorbia sp.

Euphorbia hista

Euphorbia prostrata

Fumaría sp.

Ixophorus unisetus

Kallstroemía maxima

Kallstroemia parviflora

Lactuca serriola

Lamium amplexicaule

Malva perviflora

Malva perfoliata

Notobasis sp.

Orobanche aeguptiaca

Oxalis pescaprae

Oxalis stricta

Panicum adspersum

Phyllanthus caroliniensis

Phalaris sp.

Poa annua

Parthenium hysterophorus

Physalis nicandroides

Sanvitalia procumbens

Senecio vulgaris

Sesbania sp.

Sida spinosa

Sisymbrium sp.

Solanum sp.

Solanum nigrum

Solanum sarachoides

Stellaria media

Xanthium spinosum

Mississipppi y Maryland

Sinaloa

California

California, Maryland e Israel

California, Maryland e Israel

Michoacán

Michoacán

California

California y Maryland

California y Maryland

Sinaloa, California e Israel

California y Maryland

Guerrero

Sinaloa

Maryland

California, Maryland y Israel

Sinaloa y Michoacán

Guerrero

Guerrero

Michoacán

Michoacán

Israel

Guerrero y Colima

Michoacán

Guerrero

California e Israel

California, Maryland e Israel

California

Califorrnia

Israel

Israel

California

Maryland

Guerrero

Sinaloa, Michoacán, Guerrero y Colima

Israel

California, Maryland e Israel

Sinaloa

Guerrero

Guerrero

California

Guerrero

Mississippi

Israel

Guerrero

California

California

California y Maryland

California e Israel

Moderadamente susceptibles

Amaranthus palmeri

Avena fatua

Cyperus

Digitaria sanguinalis

Eleucine indica

Panicum reptans

Portulaca oleracea

California y Maryland

Colima y California

Sinaloa

Michoacán y Colima

California, Sinaloa, Guerrero y California

California y Maryland

Michoacán e Israel

Resistentes

Melilotus alba

California e Isrrael

2.3 Estimulación del Desarrollo de las plantas

En suelos solarizados (15,16,41,43,78-80.82,99,103,114), fumigados (3,42,60,66.106,111,112) o artificialmente calentados(17,23,56,66), las plantas tienen un mejor crecimiento en comparación con las plantas desarrolladas en los suelos no tratados, aunque éstos no hayan sido infestados por patógenos antes de solarizarlos.

Se han sugerido diferentes mecanismos no relacionados con el control de patógenos, para explicar la estimulación del desarrollo de las plantas en los suelos desinfectados (7,17,30,35,38,39,51,52), como son:

  1. Eliminación de patógenos menores desconocidos.
  2. Cambios químicos en el suelo. Las concentraciones, del Nitrógeno en forma de nitratos (NO-3) y amoniacal (NH-4) se han incrementado hasta seis veces, comparado con los suelos no solarizados. Dichos incrementos han durado hasta nueve meses. También, el calcio (Ca++), Magnesio (Mg++) Y otros elementos están más disponibles para las plantas en suelos solarizados (20,75,96,100,101,103,Ú2).
  3. Destrucción de sustancias fitotóxicas en el suelo (41).
  4. Estimulación de microorganismos benéficos, como hongos micorrízicos, Thichoderma, Aspergillus, actinomycetos, Bacillus, y especies fluorescente s de Pseudomonas, los cuales sobreviven al proceso de solarización o recolonizan el suelo rápidamente. Estos pueden contribuir al control biológico de patógenos o estimular el desarrollo de las plantas (17,18,23,31,32,45,75,79,80,82,96,98).

El desarrollo de las plantas es más pronunciado cuando se riegan con extractos de suelos solarizados, que el de las regadas con extractos de suelos no solarizados. El incremento en el desarrollo se ha correlacionado con el aumento de la conductividad eléctrica, y más específicamente con incrementos de las concentraciones de nitratos (20,41,101). Después de la solarización, es probable que ocurra inhibición de la nitrificación y ésta pueda persistir por semanas o meses, dependiendo de la duración del tratamiento de solarización.

El nitrógeno amoniacal se convierte en nitrato en el suelo y el calor generado por la solarización detiene este proceso. Se ha demostrado que las especies fluorescentes de Pseudomonas se incrementan 20-1000 veces en la rizosfera, pero no se sabe porqué estas bacterias son estimuladas en los suelos solarizados (J. Katan, comunicación personal).

3. Mecanismos y modo de acción

Las altas temperaturas producidas por la radiación solar (44, 79, 80,82) permiten el desarrollo de la técnica de solarización sin embargo, el calor por sí solo, no es suficiente para destruir todos los propágulos de los patógenos, especialmente aquéllos que existen en las partes más profundas del suelo en donde las temperaturas cambian poco o nada (41).

La temperatura afecta los componentes biológicos del suelo (hospedante, patógeno y microflora nativa), así como a los factores físicos y químicos. Estos últimos, a su vez, afectan la actividad e interrelación de los organismos (41). Dichos procesos ocurren durante y después del tratamiento de solarización.

La solarización provoca en el suelo, los siguientes resultados:

1.- Incrementos en las temperaturas.

2.- Cambios en la microflora a favor de los antagonistas.

3.- Retención de altos niveles de humedad.

4.- Transformaciones químicas y físicas.

5.- Recomposición gaseosa de la atmósfera del suelo.

3.1 Inactivación térmica

La efectividad de la solarización se debe principalmente al incremento de las temperaturas del suelo. Estas son letales para los organismos que ahí viven (44). La viabilidad de los patógenos se reduce en la medida que las temperaturas exceden la máxima para su desarrollo. El efecto letal del calor sobre los hongos patogénicos se incrementa exponencialmente por la temperatura. En ese sentido, la velocidad de mortandad de una población de microorganismos depende de los siguientes factores: nivel de la, temperatura, humedad, tiempo de exposición, condición fisiológica del organismo, tipo de propágulos, edad, y de los factores físicos y químicos del suelo (41).

Comúnmente, las poblaciones de patógenos se reducen de manera significativa a temperaturas de 4O-50°C, con tiempos de exposición que fluctúan de minutos a horas para las temperaturas más altas, y hasta días en las más bajas (41).

La DL90 para Verticillium dahliae, Pythium y Thielaviopsis basicola es de 28.8, 17.9 Y 33.5 días, respectivamente, a una temperatura de 37°C; y de 27, 33 Y 68 minutos, a 50°C (74). Phytophthora cinnamomi (12) se inactiva después de exponerla 90 y 45 minutos a 39 y 44°C. Armillaria mellea pierde su viabilidad después de 4-7 horas a 41ºC (63). Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici se erradica 100% a 51°C en una hora (45) o en 10 minutos a 65°C.

El calor húmedo es más efectivo que el seco para matar los organismos. Por esta razón, el suelo debe mantenerse húmedo dure el período de tratamiento para incrementar la sensibilidad de los patógenos y también para mejorar la conductividad térmica del mismo. V. dahliae es afectado parcialmente a 55°C, luego de una hora con tratamientos de calor seco, mientras que a 51°C se erradica 100% (45) con calor húmedo. Los microorganismos son más resistentes bajo condiciones secas, debido a que en presencia de agua, se requiere menos energía para desdoblar la cadena péptida de las proteínas (72).

La absorción de la radiación solar varía de acuerdo al color, humedad y textura del suelo. En general, el suelo tiene alta capacidad térmica y es pobre conductor del calor. Las ondas caloríficas viajan en el suelo a una velocidad de 2-3 cm/hora (4l).

En la medida que se incrementa la profundidad del suelo, las temperaturas máximas disminuyen (Gráfica 5), por lo que el período de tratamiento debe ser suficientemente prolongado para lograr el control de patógenos en todas las profundidades deseadas (Cuadro 4 y Gráfica 6). En Sinaloa, durante junio-agosto, las temperaturas del suelo son de 48-55°C y 40-43°C a una profundidad de 10 y 30 cm, respectivamente, excepto en los días muy nublados (76,78,79-82).

Cuadro 4. Días de solarización requeridos para eliminar el 90100% de los esclerocios de Verticilltim dahliae en varias profundidades

Profundidad del suelo (m)

Número de días para alcanzar el 90-100% de m9rtandad

10

30

40

50

60

70

3-6

14-20

20-30

30-42

35-60

35-60

Datos recopilados de experimentos llevados a cabo en varias localidades en Israel en julio-

Agosto de 1979-1984. (Tomado de B & C Tesis, página 9).

3.2 Supresividad inducida

El establecimiento de patógenos es más difícil en suelos previamente solarizados, que en no solarizados. En los primeros tipos de suelo – todo parece indicar – suceden cambios en la microflora en favor de los antagonistas (29,30). Lo contrario ocurre en suelos desinfestados con vapor de agua caliente (23,56) o fumigantes (106-111), en donde los patógenos se desarrollan más rápido por la eliminación de microorganismos antagonistas. Por ejemplo, en un estudio se detectó que los niveles de marchitez alcanzados por Verticillium en berenjena y tomate, permanecieron bajos durante 160 días de desarrollo de las plantas, a pesar de que la solarización en bandas (por surcos), permitió la contaminación continua de los suelos solarizados desde las áreas vecinas no solarizadas (45,48).

Un suelo supresivo es donde el patógeno no se establece, y de llegar a asentarse, causa poco o ningún daño; o bien, si se establece, sólo ocasiona daños por un tiempo y posteriormente no provoca mayores consecuencias, aunque el patógeno persista en el suelo.

Un suelo conductivo es lo contrario de un suelo supresivo (9). La desinfestación drástica del suelo, por ejemplo, con vapor de agua caliente (9,21) o fumigantes (21,106), fomenta el desarrollo rápido de los patógenos posteriormente introducidos.

El uso de temperaturas bajas (60°C) mantiene o incrementa el nivel de supresividad de los suelos tratados (9,50). La desinfectación origina un vacío biológico (9), y puede inducir ya sea conductividad y consecuentemente acentuación de enfermedad o supresividad del suelo, dependiendo del daño relativo causado a los antagonistas del suelo o a sus competidores y del grado de alteración del ecosistema original.

Fue muy interesante observar, en terrenos solarizados de Inglaterra (112) y California (65), la disminución de la incidencia de Plasmodiophora brassicae sobre plántulas de repollo, debido a que el hongo fue aparentemente más susceptible al calentamiento por solarización que al del autoclave. Katan (41) sugirió que la solarización estimuló los agentes biológicos del suelo y que éstos suprimieron al patógeno.

En Israel, la solarización indujo supresividad de Fusarium oxysporum f.sp. lyeopersici en una variedad de suelos (30). En la mayoría de los suelos solarizados, la incidencia de la enfermedad fue menor. Se suprimió la formación de clamidosporas de Fusarium, se incrementaron las poblaciones bacterianas que provocaron lisis (rompimiento de células) a Sclerotium rolfsii y se disminuyó la fungistasis para estos patógenos. El establecimiento de Fusarium fue mejor en suelos precalentados arriba de 75°C. Esto indica que los factores bióticos son responsables de la supresividad y son eliminados por altas temperaturas.

La solarización ha inducido supresividad para Phytophthora cinnamomi (71), Rosellinia necatrix (104), Pythium (40), Verticillium dahliae y Fusarium oxyporum f. sp. dianthi (33). El crecimiento de Rosellinia necatrix se redujo en un suelo previamente solarizado, lo que se determinó por medio de los métodos de colonización de hojas y crecimiento micelial (104). La reinfestación por P. cinnamomi se suprimió en suelos solarizados, lo que se manifestó por un crecimiento hifal más lento, acompañado por menos clamidosporas y esporangios (71).

Se ha reportado también que la producción de antibióticos se incrementa en suelos con sustratos orgánicos disponibles (98), como los que han estado sujetos a calentamiento. Por ello, la adición de antagonistas, como Bacillus subtilis y Trichoderma, al suelo desinfectado puede ser una herramienta poderosa para controlar la reinfestación, más aún si se agrega un sustrato para que se mantenga su desarrollo (77). Este sustrato puede ser la composta o vermicomposta.

Se ha demostrado que Bacillus spp. es la bacteria Gram-positiva predominante que sobrevive en suelos solarizados (96); al igual que los actinomycetos, Trichoderma, Talaromyces, Aspergillus, Penicillum, especies de Fusarium saprofíticas y especies fluorescentes de Pseudomonas (25,43,50,77,96,108). Muchos de estos microorganismos, que producen sustancias antibióticas, probablemente son prominentes entre los microorganismos colonizadores primarios de suelos solarizados (96).

La supresividad inducida por la solarización, se caracteriza por un amplio espectro en contra de diferentes patógenos (30). Posiblemente, el efecto de control de larga duración sobre varios patógenos en los suelos solarizados, está relacionado con este fenómeno (30). De hecho, su ocurrencia muy difundida, indica que el calentamiento leve involucrado en la solarización, produce mecanismos no específicos porque muchos saprófitos sobreviven a estas temperaturas (67).

Por último, los mecanismos involucrados en la supresividad de los suelos aumentan por la actividad lítica, la supresión en la formación de esporas y la reducción de la fungistasis del suelo (30). Pudiera ser también que los saprófitos sobrevivientes son más hábiles que los patógenos para ocupar rápidamente los nichos disponibles creados por la solarización (30) en el suelo.

3.3 Debilitamiento de propágulos por calentamiento subleta.

Los propágulos debilitados mediante calentamiento subletal se vuelven más susceptibles para ser colonizados por microorganismos del suelo (54). Munnecke y colaboradores (63) demostraron el efecto del calentamiento subletal sobre la supervivencia de Armillaria mellea. Ellos encontraron que se requirió menos tiempo y menor nivel de temperatura para destruir indirectamente a este patógeno, antes de almacenarlo en suelo no esterilizado, que para eliminarlo directamente a 41°C. Trichoderma spp. fueron los colonizadores predominantes de las raíces calentadas.

Los microorganismos patógenos son menos resistentes al calentamiento que muchos saprófitos y antagonistas, incluyendo a Trichoderma spp. y Bacillus subtilis (23). Los esclerocios de Sclerotium rolfsii retrasaron su germinación y redujeron considerablemente la infectividad, después de exponedos a un calentamiento sub!etal durante dos días, en un sistema simulativo de solarización (temperatura máxima de 45°C). La germinación se retrasó y la infectividad se redujo bastante. Los esclerocios fueron más intensamente colonizados por actinomicetes, incluyendo a los que producen sustancias volátiles tóxicas a S. rolfsii (54). Estos reportes sugieren que en los suelos solarizados puede estar involucrado el control biológico.

3.4 Liberación de gases

En estudios de campo se ha encontrado que el bióxido de carbono y el etileno se acumulan en suelos solarizados a niveles más altos que en los no solarizados. En recipientes cerrados donde se acumularon los gases, el control de los patógenos fue más alto, se retardó la germinación de los esclerocios de Sclerotium rolfsii y se redujo la capacidad de infección de estas estructuras fungosas (54).

El efecto letal de los gases fue más bajo en suelos arenosos o con un bajo contenido de materia orgánica. El mejor efecto de los gases es cuando se combinan con el calentamiento del suelo. Aquí es importante enfatizar la necesidad de combinar la solarización y los gases para el control de patógenos.

Durante el proceso de solarización, se incrementa la respiración de los microorganismos del suelo; la cubierta de plástico evita la difusión del oxígeno hacia el suelo y la del bióxido de carbono hacia la atmósfera (21). Si se agrega adecuadamente materia orgánica fresca y húmeda bajo la cubierta de plástico, se aumenta el efecto (28,87,88).

El etileno se produce en la mayoría de suelos (94), pero se genera en niveles más altos en suelos húmedos, bajo condiciones anaeróbicas y con materia orgánica fresca. La producción de etileno también es favorecida por las altas temperaturas del suelo (94).

No se conocen las fuentes reales del etileno, pero los microorganismos del suelo están involucrados. Los hongos lo producen, aunque no son la principal fuente (21). Las bacterias anaeróbicas, formadoras de esporas, pueden estar involucradas en la producción de etileno (21,94). Estos organismos son susceptibles al calor húmedo a 121°C, pero resistentes a 80°C por 30 minutos, sensibles de -1 a -5 bars de potencial hídrico. Son también sensibles a la novobiocina, mas no a la ciclohexamida (inhibitoria a hongos), y son favorecidos por la ausencia de oxígeno y nitrógeno para que el potencial de reducción-oxidación pueda caer abajo de 20 mV (21,94). Este grupo merece más estudio por su papel en el ecosistema del suelo y su potencial en el control biológico inducido por la solarización.

3.5 Cambios físicos y químicos en el suelo.

En algunos suelos solarizados se han incrementado seis veces las concentraciones de nitratos (NO-3) y amonio (NH+4), comparados con suelos no s0larizados. Las concentraciones de fósforo, calcio, magnesio y la conductividad eléctrica se han incrementado en algunos suelos solarizados (20).

La solarización no ha afectado consistentemente las concentraciones disponibles de potasio, hierro, manganeso, zinc, cobre, cloro, pH del suelo o materia orgánica total. El incremento en nitratos más amonio ha durado hasta nueve meses después del tratamiento de solarización (20).

4. Innovaciones

En años recientes, los avances tecnológicos han mejorado la solarización del suelo, respecto al control de patógenos e incrementos en los rendimientos que la convierten en una alternativa más económica para emplearla bajo condiciones marginales. Entre dichos avances, está el empleo de polietileno usado, la doble capa de película de polietileno, las bolsas de plástico y la combinación de la solarización con otros métodos de control.

4.1 Polietileno usado

La solarización del suelo con polietileno que fue usado durante una temporada anterior, logra un mejor calentamiento del suelo y consecuentemente un mayor control de patógenos (6,7). En Israel, se detectó que en el mes de julio, a una profundidad de 10 cm en promedio, las temperaturas bajo el plástico viejo fueron 2°C más altas que usando el plástico nuevo, y 1°C a 30 cm de profundidad (6).

Estos resultados se deben a los cambios de las propiedades fotométricas de la película de polietileno durante el proceso de envejecimiento (7). Cuando el plástico nuevo envejece en el campo, las propiedades hidrofóbicas desaparecen, debido al efecto del medio ambiente y las partículas de suelo que se adhieren. Como resultado, se forma una película de agua en la superficie interior de la cubierta de polietileno (en lugar de pequeñas gotas) y, por consiguiente, más energía solar radiactiva alcanza la superficie del suelo (7).

Avissar y colaboradores (6) encontraron que las temperaturas más altas registradas bajo el plástico viejo, se reflejaron también en una destrucción más rápida de Verticillum dahliae. En la primera capa de 10 cm del suelo, donde prevalecieron las temperaturas más altas, la mortandad del patógeno después de 14 días de solarización fue de 48 y 99% para el plástico nuevo y el viejo, respectivamente. Los porcentajes de mortandad correspondientes fueron 0 y 45 a una profundidad de 30 cm.

Lo anterior indica que el reciclamiento de películas de polietileno, usadas previamente en invernaderos, túneles o en solarización durante una temporada anterior, proporcionan un método más efectivo y barato para la solarización del suelo.

4.2 Película doble de polietileno

En Sinaloa, la solarización en túneles o invernaderos de producción de plántulas, cerrados, brinda la oportunidad de eliminar a patógenos de invernadero y campo. Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (mancha bacteriana del tomate y chile), Alternaria spp. (tizón del tallo), Stemphylium solani (mancha gris de tomate y chile), Pythium spp. y Rhizoctonia solani (damping-off) infestan toda la estructura del invernadero, incluyendo las charolas, y son una fuente de inóculo para las plántulas de invernadero en la siguiente temporada. Las charolas, después de ser usadas, deben colocarse en bolsas de plástico transparente, agregársele agua y dejarse a cielo abierto durante los meses de mayor radiación solar para desinfectarse.

Los hongos fitopatógenos Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici (pudrición de la corona y raíz del tomate), F. o. f.sp. lycopersici (marchitez del tomate), Sclerotium rolfsii (marchitez sureña), Phytophthora capsici (marchitez del chile) y otros patógenos bacterianos y virales, infestan a los estacones y alambres utilizados en los cultivos hortícolas, mediante los cuales se pueden diseminar fácilmente a otros terrenos libres de enfermedades en la siguiente temporada. Estos estacones se pueden solarizar para desinfectarlos antes de llevarse al campo.

Los invernaderos deben permanecer, por completo, cubiertos con plástico transparente durante el verano, época en la cual no son utilizados; e interiormente, se deben asperjar ,cada semana, con agua mezclada con detergente (para inactivar partículas virales), fungicidas de amplio espectro y/o Bacillus subtilis (AgroBacilo) que ayuden a la eliminación de los hongos y bacterias.

La solarización del suelo con una sola capa de película de polietileno transparente atrapa considerable calor y humedad en el suelo, pero el uso de dos capas de polietileno (76,89) o de una sola capa en el interior de invernaderos (49,55,76), puede mejorar la efectividad de la solarización del suelo para el control de patógenos termotolerantes, como Macrophomina phaseolina, Phymatotrichum omnivorum, etcétera; a la vez, también puede extender el período de tiempo para solarizar, como en los meses no muy calientes. La capa de aire entre las dos películas de plástico sirve de aislamiento térmico y como barrera para evitar el escape de la humedad del suelo (55,76,89).

Raymundo y Alcázar (89), en Perú, usaron la doble capa de polietileno para controlar nematodos noduladores en papa; observaron que las temperaturas del suelo a 10 cm de profundidad, bajo dos capas de plástico y separadas 50 cm, fueron 12.5°C más altas, comparado con las temperaturas bajo una sola capa de película (60.0 vs 47.5°C). La temperatura en suelo sin plástico fue de 32°C.

En Culiacán, Sinaloa, se encontró que los tratamientos que incluyeron dos capas de plástico durante el invierno, alcanzaron temperaturas más altas que la solarización convencional (una sola capa). En el suelo acolchado con una capa de plástico y cubierto con un túnel semicircular, la temperatura máxima promedio (22 de enero-20 de febrero) fue de 37ºC, mientras que bajo una sola capa la temperatura alcanzó 32.1ºC. Aunque solamente se registró un incremento de 4.9°C (a 10 cm de profundidad), este pequeño incremento de temperatura en el túnel acolchado, controló especies de malas hierbas como coquillo (Cyperus rotundus), zacate pinto (Echinochloa colonum), zacate carricillo (Panicum reptans), zacate johnson (Sorghum halepense) y golondrina (Euphorbia serpens) (Foto 9).

También en Sinaloa, deI 5 al 29 de junio de 1990, se encontró que en suelo acolchado, dentro de túnel cerrado y en suelo solarizado con dos películas de plástico, las temperaturas fueron de 6 y 4°C más altas, respectivamente, que las del suelo solarizado con una sola película (76) (Gráfica 7). La temperatura en suelo sin acolchado dentro de túnel cerrado fue similar a la de la solarización con una sola capa, pero el promedio de número de horas diarias fue mayor en el primero (Cuadro 5).

Cuadro 5. Promedio de número de horas diarias (25 días) con temperaturas del suelo iguales o mayores que 37, 41, 45, 49, Y 53°C

Tratamiento

Temperatura (ºC) igual o mayor que:

37

41

45

49

53

Sin acolchado más túnel de plástico

Acolchado con dos películas de plástico

Sin acolchado más túnel de plástico

Acolchado con una película de plástico

Sin acolchado

0

0

9

10

3

8

8

7

7

0

7

8

8

7

0

7

8

0

0

0

2

0

0

0

0

Partes: 1, 2, 3
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