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Efecto de La Adición de Enmiendas
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EFECTO DE LA ADICIÓN DE ENMIENDAS
ORGÁNICAS AL SUELO SOBRE LACAPACIDAD PATOGÉNICA DERHIZOCTONIA SOLANI : II. MICOFLORAASOCIADA Y ANTAGONISMO IN VITRO DELOS AISLADOS MÁS FRECUENTES
NICO, A.I.1*, MÓNACO, C.I.2,3 , DAL BELLO, G. 2,3 y ALIPPI, H. 2
RESUMEN
Se estudia en este trabajo el efecto del agregado de enmiendas al suelo sobre
su micoflora y el posible papel de la misma sobre la supresión de la enfermedadprovocada porRhizocto nia solani sobre poroto chaucha. Fueron aplicadas tresdiferentes enmiendas (alfalfa enfardada, harina de pescado y compost de champi-ñón), a dos diferentes dosis. La alfalfa enfardada determinó el máximo incrementoen la abundancia de la micoflora. Si bien no pudieron hallarse correlaciones signi-ficativas entre los parámetros microbiológicos y los de reducción de la enfermedadlos resultados sugieren que el fenómeno de la supresividad puede responder a laestimulación general de la micoflora más que al antagonismo de alguna cepa enparticular.
PALABRAS CLAVE: Rhizo cton ia solan i, con tr ol biólo gico, enmiendas de suelo ,micof lora del suelo, ant agon ismo , diversidad.
RIA, 34 (1): 29-44 ISSN edición impresa 0325-8718Abril 2005 ISSN edición en línea 1669-2314INTA, Argentina
1 C urso de H orticultura. Facultad de C iencias A grarias y Forestales U N LP C alle 60 y 11 9
1900 La Plata. *C orreo electrónico: anico@ agro.unlp.edu.ar2 Centro de Investigaciones de Fitopatología. Facu ltad de C iencias Agrarias y Forestales
U N LP Calle 60 y 119 1900 La Plata3 C om isión de Investigaciones C ientíficas Provincia de Buenos A ires
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ABSTRACT
ORGANIC AMENDMENT EFFECT ON PATHOGENIC ABILITY OFRHIZOCTONIA SOLANI . II: ASSOCIATED MYCOFLORA AND IN V ITRO ANTAGONISM OF THE MOST FRECUENT ISOLATES
The effect of organic amendments on soil mycoflora and its potential role onthe suppresion ofRhizocto nia solani on green bean were assessed in this work.
Three different amendments (alfalfa hay, fish powder and spent mushroomcompost) were assayed at two doses each. Alfalfa hay showed the greatest increasein mycoflora abundance. Although significant correlation between microbiologicalparameters and disease reduction was not found, the results of this work suggestthat suppression accounts for a general stimulation of the mycoflora, more thanfor the antagonism of determined isolate.
KEY WORDS: Rhizoct on ia solani , biolog ical cont rol, soil amen dm ent s, soil mycof lora, ant agon ism, diversity.
INTRODUCCIÓN
El efecto de tres enmiendas orgánicas (alfalfa enfardada, harina de
pescado y compost residual de champiñón) sobre la capacidad patogénicadeR. sol an i en plántulas de poroto chaucha ha sido evaluado en la pri-mer parte del presente trabajo y los resultados del mismo fueron publica-dos recientemente (Nico et a l ., 2003). El agregado al suelo de alfalfaenfardada al 5 % P/P y harina de pescado al 2 % P/P mostró efectosupresivo sobre la enfermedad, si bien el segundo de los tratamientosmencionados determinó una significativa fitotoxicidad. El análisis quími-co de las enmiendas y los sustratos, así como el estudio del efecto de losmetabolitos volátiles, sugirió que procesos químicos asociados a la des-composición en el suelo de enmiendas de baja relación C/N podrían estarvinculados al fenómeno de supresión.
Muchos autores señalan que el fenómeno de supresión de patógenosde suelo por la adición de enmiendas orgánicas está asociadofundamentalmente al antagonismo ejercido por estimulación de laactividad microbiana y que, como tal, debiera ser considerado como unfenómeno de control biológico (Baker y Cook, 1974). El efecto de lasenmiendas sobre la composición cuali-cuantitativa de la micoflora ha sido
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señalado como un indicador de la supresividad potencial de este método(Conn y Lazarovits, 1999, Hoitink y Boehm, 1999, Dissanayake y Hoy, 1999).En ocasiones, en cambio, se ha destacado la responsabilidad de algunosantagonistas en particular sobre el fenómeno de supresión de lasenmiendas (Widmer et al . 1998, Kwok et al., 1987, Bulluck y Ristaino,2002).
En el presente trabajo se evalúa el efecto del agregado de enmiendasorgánicas sobre la abundancia y la diversidad de la micoflora y se procura
establecer una correlación entre estos parámetros y aquellos vinculadosa la supresión de la enfermedad. Posteriormente se evalúa in v i t ro elcomportamiento antagónico de aquellos hongos aislados con másfrecuencia de las enmiendas y de los sustratos frente aR. sol an i a fin dedeterminar si la supresividad de los sustratos responde a la acción individualde determinados antagonistas.
MATERIALES Y MÉTODOS
A) Estudio de la micofloraEl estudio de micoflora que se describe a continuación se efectuó
sobre tres enmiendas y ocho sustratos provenientes de la prueba de
patogenicidad de R. so lan i sobre poroto chaucha realizada en la primerparte del trabajo (Nico et al ., 2003). La tierra remanente en cada bandejafue dejada secar al aire durante una semana. Al cabo de este tiempo lasmuestras se depositaron en bolsas plásticas y se conservaron a 4 ºC hastaefectuar las determinaciones. Se consideró como unidad muestral cadauna de las cuatro repeticiones efectuadas por tratamiento. De cada unade estas unidades muestrales se tomaron tres submuestras. La evaluaciónde la micoflora se efectuó siguiendo el método de dilución en placas(Warcup, 1950): de cada una de las mezclas y las enmiendas puras setomó una muestra de un gramo en un vaso de precipitado y se agregaron99 ml. de agua destilada. La mezcla se sometió durante quince minutosa agitación y con la suspensión aún en movimiento se pipeteó una fracciónde la misma para diluirla en volumen suficiente de agua destilada estérilsegún la concentración final deseada (10-3, 10-4 o 10-5 según la abundanciarelativa de u.f.c. que se constató en pruebas preliminares). Así logradaslas diluciones se procedió a la siembra en APG al 2% más bilis de buey al3 ‰y antibióticos (Dal Bello, 1985). Sobre una caja de Petri estéril de 9
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cm de diámetro se virtieron 9 ml del medio de cultivo, 1 ml de una solu-ción de cloranfenicol al 0,05 % + sulfato de estreptomicina al 0,05 % y 1ml de la suspensión de suelo. Las cajas se incubaron a 26ºC ± 1ºC durante5 días y al cabo de los mismos se determinó el número total de coloniaspresentes, se las identificó agrupándolas según las características cultura-les y se procedió a la clasificación de las mismas hasta el nivel taxonómicode género y/o especie. Los datos correspondientes a las tres submuestrasse promediaron y transformaron para expresarlos como u.f.c./gramo de
suelo. En cada bloque se calculó la diversidad de la micoflora fúngicarecurriendo al índice d de diversidad de Shannon y Weaver (1963):
s d =∑-(ni /n) log2 (ni /n) i=0
Donde s = número total de especies colectadas, ni = número deindividuos en la iésima especie, n = número total de individuos colectados.
Los promedios obtenidos en los registros de número total de u.f.c. eíndice de diversidad fueron sometidos a ANOVA y separación de mediaspor Test de Tukey al 5 % de significancia. Posteriormente se efectuó análisisde correlación entre abundancia total e índice de diversidad, por un lado,y los valores de índice de supresividad y severidad relativa obtenidos enla primera parte del trabajo, por el otro.
B) Antagonismo in vitro de saprófitos aisladosUna vez realizado el estudio de la micoflora para cada una de los
sustratos de acuerdo a lo descripto en el punto precedente seseleccionaron las dos cepas más abundantes en cada tratamiento y conlas mismas se efectuaron estudios de antagonismo in v i t ro frente a lacepa del patógeno. Para ello se recurrió a la técnica de cultivos duales(Mariano, 1993): en cajas de Petri de 9 cm de diámetro se vertieron 9 mlde APG al 2 % y sobre el medio de cultivo siguiendo el eje del diámetrode la caja, se «sembraron» dos discos de agar, uno con el patógeno y el
otro con el antagonista, separados 5 cm entre sí. Las cajas se mantuvieronen estufa a 26 ºC ±2ºC durante 48 horas y al cabo de las mismas se midióel desarrollo de ambas colonias para calcular el porcentaje de inhibicióndel crecimiento del patógeno según la fórmula desarrollada porCamporota (1985):
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I =de /d t x 100
donde de = radio de la Colonia del patógeno en el sentido del ejeque la enfrenta al antagonista y d t = diámetro mayor de la Colonia delpatógeno. Se efectuaron cuatro repeticiones por tratamiento y para elanálisis estadístico se recurrió al ANOVA y a la separación de medias porel Test de Tukey.
El tipo de antagonismo se determinó siguiendo la clasificación
establecida por Porter (1924). En aquellos casos donde el antagonistacreció por encima del patógeno se observó la interacción hifal, siguiendola metodología descripta por Mónacoet a l . (1994): se cortaron bloquesde agar de 1 cm x 1 cm en la zona de interacción de las colonias y seobservó microscópicamente con un objetivo seco (640x).
RESULTADOS
A) Estudio cuali-cuantitativo de la micofloraa) Enm iendas
Un total de 22 cepas diferentes pertenecientes a tres órdenes y 13géneros de hongos fueron aisladas de las enmiendas (Tabla 1).
Scopulariopsis sp.,Penicil l ium sp. cepa 5 yBactr idiopsis sp. fueron lascepas presentes con mayor abundancia en la alfalfa enfardada, la harinade pescado y el compost de champiñón, respectivamente. Las tresenmiendas presentaron diferencias significativas en cuanto a la abundanciatotal y la diversidad. La micoflora del compost de champiñón resultósignificativamente más abundante (P
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Tabla 1: especies fúngicas presentes en las enmiendas (u. f. c. en miles/gramo demuestra), abundancia total e índice de diversidad (Shannon y Weaver).
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Los resultados de los índices de diversidad correspondientes a las po-blaciones fúngicas presentaron menos variabilidad que los valores deabundancia (Figura 1). La diversidad de la población microbiana aisladadel testigo sin inocular resultó significativamente más alta (P
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La composición específica de las poblaciones identificadas resultó di-ferente para cada uno de los sustratos analizados (Tabla 2).Aspergi l lus spp. yScopulariopsis sp fueron los géneros que se presentaron con mayorabundancia en los sustratos enmendados con alfalfa. Los sustratos a losque se agregó harina de pescado, en cambio, presentaron aTrichoderma spp.,Penicillium spp. yFusarium spp., como los géneros más abundantes,mientras que aquellos resultantes del agregado de compost de champiñónmostraron a Aspergi l lus spp. y Tr ichoderma spp. como los géneros
preponderantes.No obstante haberse observado una correlación positiva entre losparámetros poblacionales y el índice de supresividad y una negativa entretales parámetros y la severidad relativa, en ningún caso el nivel designificancia resultó inferior al 5% (Tabla 3).
f) An tag on ismo in vit ro d e cepas escog idas
Las cepas escogidas para la realización de los cultivos duales fueronAspergil lus sp. cepa I (cepa más frecuente en los tratamientos aa 2,5 yCCh 2,5, y segunda más frecuente en los tratamientos T. inoc. y CCh 5),Aspergil lus sp. cepa II ( cepa más frecuente en CCh 5 y segunda másfrecuente en aa 2,5 y aa 5), Gliocladium cepa I (segunda cepa másfrecuente en T.),Fusar ium oxyspor um (segunda cepa más frecuente en
HP 2), Penicil l ium cepa I (cepa más frecuente en T. y T.inoc. y segundamás frecuente en HP I), Penici l l ium cepa V (cepa más frecuente en HP 2),Scopulariopsis sp. (cepa más frecuente en aa 5), T. hamat um (segundacepa más frecuente en CCh 5) yT. harzian um (cepa más frecuente en HP1). Todos estos aislados presentaron algún grado de capacidad competitiva
Tabla 3:matriz de correlación entre variables poblacionales de los sustratosanalizados y los parámetros de supresividad
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m i l e s d e u . f . c . / g r ) d e l a s e s p e c i e s f ú n
g i c a s a i s l a d a s
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m i l e s d e u . f . c . / g r ) d e l a s e s p e c i e s f ú n
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en la prueba de antagonismo in v i t ro (Tabla 4). T. harz ianum mostróvalores de porcentaje de inhibición significativamente superiores a todoel resto de los antagonistas evaluados.T. hamatum presentó un valor deporcentaje medio de inhibición inferior a T . h a r z i an u m perosignificativamente superior (P
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encontraron en sus correspondientes sustratos, tal el caso deCladosporium sp. yCryptococcus sp., hallados en alfalfa y no en los sustratos aa 2, 5 yaa 5. Esto permite considerar que el agregado al suelo de las enmiendasorgánicas no determina la introducción significativa de nuevos aisladossino más bien una modificación de la estructura preexistente de lamicroflora nativa. Cabe destacar, en primer lugar, que en todos los casosel agregado de enmiendas determina un incremento abrupto en el númerode u. f. c.. El incremento en la biomasa total que tiene lugar a continuación
del agregado de sustancias orgánicas al suelo ha sido mencionado comouno de los factores que conducen a la supresión de los patógenos (Baker,1991). La incorporación de enmiendas orgánicas provocó, en cambio, undescenso brusco en los índices de diversidad especifica verificados en laspoblaciones fúngicas aisladas del suelo. Este hecho puede responder aldesencadenamiento de factores fuertemente controladores (ascenso delpH, liberación de iones con efecto tóxico) que tal como señala Oddum(1972) determinan un descenso de la biodiversidad en los ecosistemas.Por otra parte el agregado de cada enmienda en particular determina eldesarrollo preferencial de aquellas especies más adaptadas al consumode la fuente nutricia (Kwasna et al . , 2000) y eso determina, en el cortoplazo, la conformación de poblaciones menos diversificadas. Sin embargo,a pesar del descenso generalizado en la diversidad, cabe considerar lasdiferencias que se observan al comparar entre sí a los diversos sustratosenmendados. Los tratamientos aa 5 y HP 2 que resultaron ser los mássupresivos, presentaron coincidentemente índices de diversidad específicasuperiores al resto de los sustratos inoculados, si bien no pudo determinarseuna correlación significativa entre este parámetro y aquellos vinculadoscon la supresión de R. sol ani que se verificaron en la primer parte deltrabajo (Nico et a l ., 2003). Otros autores como Workneh y Van Bruggen(1995) y Kuteret a l . (1983) trabajando conPyren ochaet a lycopersici , yR. sol an i , respectivamente también hallaron una asociación directa entrela diversidad de las poblaciones fúngicas saprobias y la supresión de lospatógenos. Este hecho probablemente responde al fenómeno mencionadopor Baker (1991) que afirma que dos o más agentes de biocontrol podrían
actuar mejor que uno solo en la supresión de una enfermedad. Ademásde la posibilidad de que existan efectos aditivos o sinérgicos, la diversidadasegura la entrada en actividad de diferentes agentes ante cambios enlas condiciones ambientales y la ocupación efectiva de un mayor número
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de nichos o sitios de infección. De esta manera cabe considerar a la diver-sidad de las poblaciones microbianas como un elemento adicional dentrodel complejo de interacciones que explican el fenómeno de supresividad.
Algunos de los géneros aislados en el presente ensayo, tanto del tes-tigo como de los sustratos enmendados, han sido citados como efecti-vos agentes de control biológico deR. so lan i . Entre estos pueden men-cionarse Gliocladium spp. (Tu y Vaartaja, 1981), Myrothec ium spp.(Ferguson, 1958), Penicil l ium spp. (Boosalis, 1954; Windels, 1981) y
Trichoderma spp. (Heniset al ., 1978; Chet y Baker, 1981; Marshall, 1982).Bulluck y Ristaino (2002), por su parte, atribuyeron aTr ichoderma spp. lasupresión deScleroti um r olf si i en cultivos de tomate mediante la aplica-ción de enmiendas a base de residuos de desmotadora de algodón. Losensayos de antagonismo in v i t ro llevados a cabo en este trabajo fueronefectuados a los fines de comprobar si los hongos cuya aparición fueestimulada por la adición de las enmiendas, podían tener algún efectoantagónico sobre el patógeno. Sólo T. hamatum yT. harzianum presen-taron un comportamiento apropiado en el ensayo de antagonismo in v i t ro , si consideramos el tipo de antagonismo y el porcentaje medio deinhibición del patógeno. Por otra parte existen antecedentes exitosos re-feridos al control biológico de R. sol ani con T. harzianum (Elad et al . ,1980, Chet y Baker, 1980). Sin embargo los sustratos en que las especiesmencionadas deTrichoderma alcanzaron una proporción significativa (HP1 y CCh 2,5), no mostraron ser supresivos en la prueba de patogenicidaddescripta en la primera parte del trabajo (Nico et a l ., 2003). Según Mó-naco et al . (1994) un buen comportamiento antagónico in v i t ro no alcan-za para predecir la aptitud para el control biológico en condiciones na-turales. De cualquier manera la utilidad de las pruebas de antagonismo in v i t ro reside en que permiten descartar ciertos factores como causa pro-bable del fenómeno de supresividad. Puede establecerse que la capaci-dad antagónica de algunos de los saprobios estimulados en los sustratosmás supresivos no es responsable de la reducción del daño y la severidad,dado el mal comportamiento mostrado en la prueba de cultivos duales.Según Broadbentet al. (1971), puede ocurrir que un antagonista de buen
comportamiento in v i t ro funcione posteriormente mal a campo, peronunca puede suceder que un agente que haya mostrado ser ineficiente enlaboratorio se comporte bien en el terreno. En conclusión podemos afir-mar que la supresividad del sustrato aa 5 no se debe a la estimulación de
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Scopulariopsis spp. a partir del agregado de la enmienda, dado el pési-mo comportamiento antagónico in v i t ro que muestra tener. Fusarium oxysporum yPenicil l ium sp. cepa V, las especies aisladas en mayor can-tidad de HP 2, también mostraron un antagonismo débil, por lo cual cabeconcluir que no son los responsables de la aceptable supresividad mostra-da por el sustrato. En cambio Aspergi l lus sp. cepa II, el hongo saprófitomás abundante en aa 5, mostró in v i t ro una moderada capacidad anta-gónica. La marcada dominancia de este antagonista en el sustrato más
supresivo se incluye en la lista de causas que, en forma combinada, po-drían explicar el origen del fenómeno.
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Original recibido el 19 de marzo de 2004