Sistemas de cultivo con recirculación y su control microbiológico

Redacción InfoAgro


Aunque uno de los objetivos que se persiguen con la implantación de los cultivos sin suelo es reducir la incidencia de ciertas enfermedades radiculares, no cabe duda que en dichos cultivos los ataques fúngicos en la raíz son relativamente frecuentes e incluso algunos hongos, como Pythium aphanidermatum, pueden llegar a ser más peligrosos que en suelo, causando importantes podredumbres. En ocasiones, las enfermedades radiculares pueden alcanzar un rápido desarrollo, al igual que ocurre con algunas enfermedades foliares, debido a que los agentes infecciosos, una vez introducidos en el sistema, son favorecidos como resultado de la abundancia de un huésped genéticamente uniforme, la existencia de un medio físico con un régimen de humedad y temperatura más constante, y la disponibilidad de un mecanismo para la dispersión rápida y uniforme del agente infeccioso radicular a través del sistema de cultivo.

Cuando se trabaja en sistemas de cultivo en sustratos abiertos, aunque los daños pueden ser graves, no existe el riesgo de una invasión generalizada a partir de un foco inicial, pues las plantas se desarrollan en unidades de sustrato independientes que no pueden infectarse entre sí a través del agua de riego. Sin embargo, si el drenaje es recogido y utilizado nuevamente en el riego del cultivo, los propágulos de patógenos radiculares que pudieran existir en un punto concreto conseguirán una rápida dispersión por toda la plantación, pudiendo ocasionar daños devastadores que en cultivos con drenaje libre habrían sido sólo locales.

Ante esta posibilidad, no parece lógico plantearse la recirculación de las soluciones nutritivas sin la utilización de algún método de control efectivo de los patógenos infecciosos. Hay que tener en cuenta que la producción hortícola se parece cada vez más a una producción de tipo industrial en la que los inputs son muy costosos y el agricultor tiene que optimizar el empleo de los factores de producción.

Patógenos infecciosos radiculares que pueden afectar a los cultivos sin suelo

Los cultivos sin suelo se ven afectados por una menor diversidad de microorganismos infecciosos radiculares que los cultivos convencionales en suelo. Sin embargo, las pérdidas originadas en aquéllos son ocasionalmente mayores que en éstos. En la tabla 1 se indican los agentes infecciosos que han sido aislados de las raíces de especies hortícolas que crecen en cultivos sin suelo. Con la excepción de Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, la mayoría de las enfermedades radiculares destructivas que aparecen en estos cultivos se han atribuido directa o indirectamente a hongos de los géneros Pythium, Phytophthora, Plasmopara y Olpidium, que producen esporas móviles conocidas como zoosporas. Estas especies se ven favorecidas en un medio acuático, habiéndose demostrado experimentalmente su propagación por recirculación de la solución nutritiva infectada.


Tabla 1. Agentes infecciosos aislados de las raíces de especies hortícolas en cultivos sin suelo.

PatógenoPropagación por la solución nutritiva infectada Virus

 Bacterias
 Clavibacter michiganense Inconsistente
 Psedomonas solanacearum
 Hongos no zoospóricos
 Colletotrichum coccodes Inconsistente
 Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici Inconsistente
 F. o. radicis-lycopersici Inconsistente
 F. o. cucumerinum No
 Pythium ultimum Inconsistente
 Verticillium dahliae No
 V. tricorpus No
 Thielaviopsis basicola No probado
 Hongos zoospóricos
 Phytophthora cryptogea
 Phytophthora nicotianae
 Plasmopara lactucae-radicis
 Pythium aphanidermatum
 Pythium debaryanum
 Pythium dissotocum
 Pythium intermedium
 Pythium irregulare No probado
 Olpidium brassicae
 Pythium myriotylum
 Pythium sylvaticum No probado
 Olpidium radicale
 LBVV (transmitido por O. brassicae)
 MNSV (transmitido por O. radicale)
 TMV
 CGMMV



Métodos de control de patógenos infecciosos radiculares en soluciones recirculantes

El conocimiento de las vías de acceso de los patógenos es fundamental para mantener un medio libre de éstos. Además, es esencial la identificación exacta del patógeno específico implicado para la selección o el desarrollo de una estrategia apropiada de control, ya que no se puede aplicar ningún método simple a todos los patógenos infecciosos radiculares.

En la tabla 2 se enumeran diversos métodos de control de patógenos infecciosos radiculares.

Un adecuado control microbiológico debe implicar la combinación de varios de estos métodos de lucha, de forma que, a través del conocimiento de las especies patógenas que pueden afectarnos en cada momento y del riesgo real existente, podamos elegir la estrategia más conveniente. Así por ejemplo la desinfección de la solución con un tratamiento físico (radiación ultravioleta, tratamiento térmico, etc.) puede no ser necesaria durante todo el periodo de cultivo, y su intensidad de aplicación puede que no tenga que ser constante, lo cual repercutirá en una disminución de los gastos de desinfección. Sin embargo esto requiere de un mayor nivel de investigación del que actualmente se dispone. A continuación se comentan brevemente cada uno de los distintos métodos de control existentes.


Tabla 2. Métodos de control microbiológico.

A. Métodos culturalesB. Métodos biológicosC. Tratamientos físicosD. Métodos químicos

 1. Sanidad
 2. Manipulación del medio físico
 1. Empleo de cultivares resistentes
 2. Empleo de microorganismos antagonistas
 1. Ozonización
 2. Ultrafiltración
 3. Tratamiento térmico
 4. Radiación ultravioleta
 1. Uso de fungicidas
 2. Uso de productos oxidantes
 3. Uso de otros biocidas

  • Métodos culturales

En la lucha contra cualquier enfermedad es muy importante mantener una adecuada sanidad ya que ello va a reducir el nivel de inóculo y a su vez la intensidad del ataque. En este sentido, en la lucha contra patógenos radiculares de cultivos sin suelo resulta conveniente eliminar todos los desechos de las plantas infectadas, así como desinfectar los sustratos reciclados.

Otra forma de lucha consiste en la manipulación del medio físico para que éste sea lo más desfavorable posible al desarrollo del patógeno. Así, la temperatura y la humedad son los dos factores ambientales conocidos más importantes que gobiernan el ciclo de vida de los patógenos infecciosos radiculares. Pero, dado que en los cultivos sin suelo el medio se encuentra casi constantemente saturado, no se puede incidir sobre la humedad de la zona radicular con el fin de controlar el desarrollo de la enfermedad. Es por tanto la temperatura de la solución nutritiva el factor sobre el que hay que actuar para lograr un medio lo más desfavorable posible al patógeno. Así, por ejemplo, Pythium aphanidermatum es más peligroso a temperaturas superiores a los 25 ºC, con lo cual disminuyendo la temperatura de la solución se conseguirá un control económico de la enfermedad. Por el contrario, Phytophtora cryptogea se ve favorecido por una temperatura fría y, elevándola a 25 ºC, será mejor controlado (Kennedy y Pegg, 1990; Kennedy, Pegg y Welham, 1993).

  • Métodos biológicos

Un método biológico de lucha contra patógenos radiculares consiste en utilizar cultivares resistentes. Aunque pueden aparecer nuevas razas del patógeno capaces de superar esa resistencia, se trata sin duda de una primera línea de defensa contra la enfermedad. El problema es que actualmente se dispone de pocas variedades resistentes a patógenos infecciosos de raíz. No obstante es una línea en la que se debe seguir investigando.

Otro método biológico se basa en el empleo de microorganismos antagonistas de aquellos que son patógenos. El aporte de estos antagonistas no provoca una reducción de la densidad de los agentes patógenos sino de su actividad, lo que permite disminuir la gravedad de la enfermedad. Aunque se dispone de algunos preparados a nivel comercial contra fusariosis, en este campo todavía queda mucho por desarrollar. El principal interés de este método puede ser el de limitar la propagación del patógeno en la solución nutritiva después de haber sido sometida a algún tratamiento físico de desinfección, ya que ésta puede que no llegue a ser absoluta.

  • Tratamientos físicos

Los métodos físicos consisten en desinfectar de forma más o menos completa la solución nutritiva para evitar así la presencia de algún agente infeccioso que pueda extender la enfermedad. El principal problema de estos métodos, aparte de que pueden llegar a no ser totalmente efectivos, es que resultan costosos, por lo que es necesario trabajar con volúmenes pequeños de drenaje para evitar que se eleven excesivamente los gastos de desinfección. Por este motivo, tales métodos sólo son aplicables a cultivos en sustrato y no a sistemas hidropónicos (NFT y similares). No obstante, en éstos últimos, los riesgos de ataque radicular generalizado son menores de lo que pudiera pensarse en un principio debido a que, al no existir sustrato y establecerse una circulación continua, no tiene lugar una acumulación de la solución en el entorno de las raíces, con lo cual las posibilidades de fijación de las especies fúngicas presentes en el medio son mucho menores. Normalmente estos patógenos actúan como formas saprofíticas que se alimentan de exudados radiculares, restos de raíces, etc., no afectando a partes vivas del cultivo. De este modo en estos sistemas hidropónicos se puede realizar un buen control haciendo uso de otros métodos de lucha.

Por el contrario, en cultivos en sustrato sí existe una cierta cantidad de agua acumulada cerca de las raíces, con lo cual el riesgo de contaminación es mayor. De ahí la conveniencia de desinfectar en estos sistemas, al menos en los periodos en los que las posibilidades de ataque son más elevadas. A continuación se describen brevemente los diferentes tratamientos físicos que existen.

  • Ozonización

Se trata de hacer burbujear ozono en la solución nutritiva a una concentración de 8 a 10 g·h-1·m-3. Previo a la desinfección es necesario bajar el pH hasta un valor de 4 y además hay que eliminar el ozono tras el tratamiento ya que, de lo contrario, al tratarse de un fuerte oxidante, afectaría a las raíces del cultivo. Este sistema tiene el inconveniente de ser gravoso.

 

  • Ultrafiltración

En este sistema la solución nutritiva se hace pasar a través de una membrana filtrante de 5 mm de luz, lo que permite retener los propágulos infecciosos mientras que pueden pasar los iones minerales y no se modifica la solución. Para este propósito no son válidas las membranas de ósmosis inversa ya que entonces se retendrían todos los nutrientes. Se trata de un método bastante efectivo cuyo problema es la obturación frecuente de la membrana debido a su pequeño tamaño de poro.

 

  • Tratamiento térmico

Consiste en calentar la solución nutritiva a 95 °C durante 30 segundos. Se trata de un método altamente efectivo aunque caro y que además requiere bajar el pH de la solución hasta un valor de 3 ó 4 para evitar la precipitación de las sales cálcicas.

 

  • Radiación ultravioleta

En este sistema, la solución nutritiva se hace circular a través de una lámpara capaz de emitir radiación ultravioleta con una longitud de onda de 253.7 nm, lo que permite reducir el nivel de agentes infecciosos gracias a su actividad biocida. Cada especie patógena tiene unos requerimientos energéticos para su eliminación. No obstante, a nivel general se puede decir que en el caso de hongos y bacterias son necesarios 100 mJ·cm-2, mientras que en el caso de virus se necesitan 250 mJ·cm-2.

 

Este sistema de desinfección es el más utilizado por su facilidad de aplicación práctica, aunque presenta algunos inconvenientes. Por ejemplo, su eficacia depende de la densidad óptica de la solución, de forma que, si ésta presenta cierta turbidez, la radiación no es capaz de penetrar completamente en la solución y la desinfección resulta no ser totalmente eficaz. Además, también depende de la limpieza y de la edad de las lámparas, cuyo valor máximo recomendado por el fabricante no se debe sobrepasar.

 

Otro inconveniente es que la radiación ultravioleta destruye los quelatos de hierro presentes en la solución.

 

  • Métodos químicos

Existen diversos tipos de sustancias químicas tales como ciertos fungicidas, productos oxidantes, etc., que aplicadas a la solución nutritiva pueden controlar con éxito los patógenos radiculares. Entre los fungicidas, el más ampliamente utilizado es el propamocarb, fundamentalmente contra Pythium. También existen otros como el pencicuron, que se usa contra Rhizoctonia. El mayor problema que tiene el empleo de estos productos es que pueden provocar la aparición de resistencias en el patógeno, con lo cual dejarían de ser eficaces. Además algunos de ellos son sistémicos y pueden originar problemas de residuos. Las sustancias oxidantes, tales como el cloro o el permanganato potásico, son capaces de impedir con éxito el desarrollo de organismos patógenos, pero para ello deben ser aplicados a dosis elevadas que pueden a su vez originar daños en el sistema radicular del cultivo.

Finalmente existen otras sustancias factibles que pueden  ser utilizadas contra ciertos organismos patógenos. Así por ejemplo determinados mojantes son capaces de controlar la dispersión de hongos o micetos como Olpidium, Pythium o Phytophtora. Igualmente hay que evitar dosis de aplicación elevadas ya que pueden resultar fitotóxicos.

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