La Epidemiología en la

Fitosanidad

Seminario de Vigilancia Fitosanitaria. Zacapa, Guatemala.

23-27 Octubre

Dr. Gustavo Mora Aguilera

morag@colpos.mx

Zacapa, Guatemala. 23-27 Octubre

¿Qué es la Epidemiología?

La epidemiología es una disciplina de la fitosanidad

¿Qué posición ocupa en el ámbito biológico?

POBLACIÓN

ORGANISMO

CELULAR

EPIDEMIOLOGÍA

HISTOLOGÍA

ETIOLOGÍA

¿Qué estudia la Epidemiología?

La epidemiología tiene como objeto de estudio del sistema epidemiológico y su resultante: las epidemias

¿Qué es una epidemia?

¿Es una condición sanitaria?

¿Es el efecto de una plaga?

¿Es la consecuencia de una plaga?

Pero a nivel cultivo Población

Pero a nivel ambiente

Pero en una dimensión t y e

Abril 21,94 Incidencia = Abril 25,94 Incidencia = Abril 28,94 Incidencia =

Mayo 02,94 Incidencia = Mayo 05,94 Incidencia = Mayo 08,94 Incidencia =

Mayo 12,94 Incidencia = Mayo 16,94 Incidencia = Mayo 19,94 Incidencia =

Plantasana

Plantaenferma

Plantamuerta

j

k

¿Qué es una epidemia?

¿Qué es una epidemia?

Tiempo (dias, sem. mes, o un. calor)

Inci

den

cia

0 3 6 9…….

?

PLAGA

CLIMA CULTIVO

MANEJO Baja Intensidad

Alta Intensidad

1/2 Media

Intensidad

¼

1/1

¿Por qué ocurre una Epidemia?

¿Por qué una plaga es exitosa?

La epidemiología es una disciplina de mediciones:

1) Se mide daño y su consecuencia (impacto) Manejo protectivo

2) Se mide riesgo

Manejo preventivo

¿Cuándo medir?

1) A partir de la condición sana

Condición enferma <

2) A partir de la infección y/o colonización inicial

Condición sana

Tiempo

Infección/Colonización 2° < Infección/Colonización 1°

Distancia

¿Para que sirve medir?

1) Restablecer

Manejo Protectivo (Principio = Protección)

1) Prevenir

Manejo Preventivo (Principio = Exclusión, Erradicación)

Aplicación de los principios de control en la fitosanidad

t t+ni

Subpoblación sana

Subp. -s

ana

Subpoblación con daño

t+ni+nj

Subp. –enfe

rma /

da

ño

Población

Los Paradigmas y el Manejo

Genética de la Interacción

Comunidad Celular y Subcelular

Manejo Integrado de Cultivo

Relación Causa-Efecto

Principio de Infección/Infes.

Paradigma Fundametal Etiológico

Tejido Planta Patógeno / Plaga

Población

Fisiología del Parasitismo

Estabilidad del Agrosistema

Paradigma Epidemiológico

Etiología e histología

Agrotóxico

Principio de Contagio / Col.

Holístico Reduccionista

Resistencia Transgénia

Control Integrado de plagas

Manejo ntegrado de plagas

Manejo Integrado Regional

+ -

2. Un estudio de diagnóstico regional fitosanitario con énfasis en el efecto de manejo agronómico, clima, y ambiente suelo en la el estado de la salud del cultivo. Se incluye Plaga A y otros problemas fitosanitarios, nutrición y fisiología de planta bajo la premisa de la comprensión integral de los factores que determinan la calidad de planta. 3. Con esta base se diseñan propuestas de manejo de precisión (paquetes adaptados por tipología de unidad de producción). Se pretende así apartarse de la estrategia única de la aplicación del principio de protección (pe. agroquímicos. Pe Aliette, Benomyl ). Se incluyen estrategias preventivas (pe. podas de saneamiento, variedades, etc. ) con evaluación de productos químicos in situ. 4. Diseñar indicadores de sustentabilidad biológica para medir el impacto de la estrategias adoptadas por medio de investigación de mediano plazo.

¿Qué se necesitamos para un manejo racional y sustentable?

Curso de Epidemiología

Aplicada

Análisis Temporal y

Espacial

Instructor:

Gustavo Mora Aguilera

Colegio de Postgraduados

morag@colpos.mx

Coordinadora:

Nora Andrada

Uni. San Luis, Arg

Análisis de Epidemias

Recordar que......

1. La epidemiologia es una disciplina de mediciones.

2. Medimos: • daño/impacto • riesgos

3. Medimos para:

• reestablecer condiciones productivas rentables.

• Prevenir daño…. mantener ‘zonas verdes’.

…..Tambien comentamos que medimos

Condición sana

tiempo

distancia

Condición daño

Es decir…. La epidemiologia tiene dos ambitos de estudio:

Condición sana

N-d

N-d

(d1,1, d2,2)

Condición daño

La epidemiología cuyo ámbito de énfasis es el tiempo se llama:

Epidemiología Temporal

Que resulta de estudios temporales?

• Curvas de daño (curvas epidémicas) • Fluctuaciones de daño

Progreso temporal

Pero…. Únicamente importa el daño?

Recordar que una epidemia es un proceso que resulta

de un Sistema Epidemiológico

Afirmativo para un objetivo descriptivo Negativo para un objeto inferencial (Pronostico).

En el caso inferencial…. Que otros resultados podemos tener en estudios temporales?

• Dinámica plaga • Fluctuación climática • Variaciones por manejo agronómico • Dinámica fenología

Es decir medimos: Variables del Sistema Epidemiológico

Hospedante

Infección

Contagio

Infestación

Colonización

Distancia

7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Máximo de daño, Máximo Poblacional

Intensidad de Foco

Proceso Temporal

Proceso Espacial

Dis

pe

rsió

n

Sob

revi

ven

cia

Multiplicación

El ámbito de la epidemiología

foco

El Sistema Epidemiológico y el ambito epidemiologico

Pudricion

Cercospora Escama

Cochinilla

Sistema epidemiólogico: a). Integracion en el hospedante b). Multiples plagas c). Sistema abierto

Suelo

Clima

ni

Cultivove

Manejo Agronó- mico Picudo

Marchitez

Inte

nsid

ad d

e D

año

Mar

Apr

May

Jun

July

Aug

MET

ROS

MET

ROS

METR

OS

1 2 3 4 5 6

MET

ROS

á

N ã

N

MET

ROS

MET

ROS

MET

ROS

MET

ROS

MET

ROS

MET

ROS

à N

ä

N

B

6

5

4

3

2

1

6

5

4

3

2

1

6

5

4

3

2

1

1020304050607080

90100

Disea

se sev

erity

6

5

4

3

2

1Disea

se sev

erity

Disea

se sev

erity

Disea

se sev

erity

6

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Disea

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1

Disea

se sev

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1

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A

Meters

Meter

s

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Meters

Meter

s

Mar

Apr

May

Jun

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Aug

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ROS

MET

ROS

METR

OS

1 2 3 4 5 6

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ROS

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MET

ROS

MET

ROS

MET

ROS

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MET

ROS

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B

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5

4

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1020304050607080

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se sev

erity

6

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6

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1Disea

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Disea

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5

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1

Disea

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erity 6

5

4

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1

Disea

se sev

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5

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1

Disea

se sev

erity 6

5

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1

A

Meters

Mete

rs

1020304050607080

90100

Meters

Mete

rs

J F M A M J J A S O N D0

20

40

60

80

100

Time

Inci

den

ce

scab, damage by thrips

J F M A M J J A S O N D0

20

40

60

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Time

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ce

scab, damage by thrips

E F M A M J J A

Meses

Los procesos biológicos implicitos en una epidemia,

Inoculo primario

Inóculo secundario

Multiplicacion

Dispersión y Sobrevivencia

Con datos de Federico Lopez, ‘Patagonia’ Arg.

En un proceso temporal: Por medio del cálculo de valores de intensidad de dano por unidad de tiempo. La información espacial se pierde. Tamaño de la población: pequeña (pe. 3, 10, 20 unidades). No se requiere un espacio continuo Representación gráfica de la epidemia: Curvas o gráficas de intensidad de dano vs. tiempo Análisis cuantitativo: modelos de progreso, parámetros de localización e integración (p.e. Yo o ABCPE) Variable empleada: Produccion, Severidad, Incidencia, número de unidades enfermas o con daño Proceso: progreso temporal de enfermedad

¿Cómo se estudian las epidemias (cambios de estructura)?

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8

Abril 21,94 Incidencia = Abril 25,94 Incidencia = Abril 28,94 Incidencia =

Mayo 02,94 Incidencia = Mayo 05,94 Incidencia = Mayo 08,94 Incidencia =

Mayo 12,94 Incidencia = Mayo 16,94 Incidencia = Mayo 19,94 Incidencia =

Plantasana

Plantaenferma

Plantamuerta

j

k

Tiempo

Intensidad de Enfermedad (%)

Xo Tt

Yf

Yo

100

0

50 c ABCPE

= Duración de Epidemia (tiempo)

Tiempo

Yo

Yf

-1

b

Estructura de una epidemia temporal

Inc. o Sev. Final

Incidencia o Severidad Inicial

Tiempo a Inicio de Epidemia

Tiempo Total de Epidemia

Area Bajo la Curva

Forma de la Curva

Tasa de Infección Aparente

En un proceso espacial:

Por medio de la disposición espacial de valores de intensidad de dano por unidad poblacional (p.e. Planta) Tamaño de la población: Grande (pe. 0.5ha - 20ha). Unidades poblacionales en una espacio continuo y discontinuo Representacion gráfica de la epidemia: Mapas o Gradientes Análisis cuantitativo: Unidimensional, bi y tridimensional. pe. Indices de dispersión, autocorrelación, geoestadistica Variable empleada: Severidad, Incidencia número de unidades enfermas o con daño Proceso: Progreso espacial de da

¿Cómo se estudian las epidemias (cambios de estructura)?

Mapa bidimensional campo

Cercospora / Agave

Mapa interpolado de Numero de hojas con mancha marginal en vivero de agave-Herradura

Tipo de variable respuesta e intervalo de medición empleados en 117 experimentos de efectividad biológica de fungicidas y nemáticidas en cultivos hortícolas

TIPO DE VARIABLE RESPUESTA1 EJEMPLO

INCIDENCIA

NÚMERO DE PLANTAS ENFERMAS POR REPETICIÓN

NÚMERO DE HOJAS ENFERMAS POR PLANTA % TUBÉRCULOS ENFERMOS

% LESIONES EN FRUTO % LESIONES FOLIARES

% DE LESIONES POR TALLO

SEVERIDAD

% ÁREA TUBÉRCULO INFECTADO % ÁREA FOLIAR CON PÚSTULAS % ÁREA DE TALLO INFECTADO

INDIRECTA

ÁREA BAJO LA CURVA DEL PROGRESO DE LA ENFERMEDAD (ABCPE)

SEVERIDAD Y/O INCIDENCIA FINAL (Yf) ESCALAS NOMINALES DE INFECCIÓN (INICIO,

MODERADO Y SEVERO)

CUALITATIVAS CON SÍNTOMAS Y SIN SÍNTOMAS

1 Indirecta significa que variables de incidencia y severidad fueron empleadas para calcular otro tipo de parámetros previo a ANVA. En el caso de tipo cualitativo se generaron valores nominales. Fuente (Mora y Rivas 2001)

ESCALA DE SEVERIDAD

• Cualitativa

Carica papaya-Papaya Ringspot potyvirus

1= SANO 2= MOSAICO INICIAL 3= MOSAICO DEFINIDO

4= MOSAICO SEVERO 5= SEVERA REDUCCIÓN DE

LAMINA FOLIAR Rivas, P. 2000

¹ RV= Reducción de vigor

Figura 18. Escala diagramática nominal para diferentes grados de severidad de Citrus Tristeza

Virus (CTV) en naranjo dulce cv. Valencia/naranjo agrio. Tamaulipas, 2003. GIIC-CP. No

publicado.

Clase 3

30-50%

Eje 2o. Muerto

Clase 4

30-50% RV

Eje 1o. y 2o. Muertos

Clase 5

Muerto

Clase 0

Sano

Clase 1

0% RV¹

Clase 2

10-30% RV

0 1 2 3 4 5 61

5

10

15

20

25

30

35

40

45505560657075

Clases

Se

ve

rid

ad

(%

)

Cálculo de una escala logarítmica y representación gráfica

Osada y Mora, 1996

10 10

13

8

21

2

0

5

10

15

20

25

CLASES

FR

EC

UE

NC

IA

0 1 2 3 4 5 6

Distribución de clases de severidad en una escala logarítmica

Cristobal et al. 2002

Selección de unidades en el rango de daño

Validación: dos evaluaciones

23

Definición del Problema

Objetivos e Hipótesis

Modelo del Sistema Epidemiológico

Análisis y síntesis

Matriz de variables asociadas

a los subsistemas

Interdisciplinariedad

Política de Gestión

Transferencia Tecnológica

Sistema de Información

Investigación

Cientifíca

Investigación

sinóptica o bibliográfica

Investigación Empírica

(no formal)

Etapas en la Planeación de un Estudio Epidemiológico

Síntesis y Solución

al Problema

Análisis de Información Histórica

Matriz Epidemiológica

Datos Históricos y Experimentales

Datos Regionales

Gráficas Exploratorias Mapas Exploratorios Estadística descriptiva

Proc Plot, Gráfico MS EXCEL

Proc Univariate, Proc Summary, Proc Chart y Proc Freq, otros.

Inverso de la Distancia al Cuadrado (IDW) y Krigin

SAS ver 6.12 y MS EXCEL ARC MAP ver 9.1 / Surfer ver 8.0 SAS ver 6.12

Evaluaciones periódicas

Diseño de experimentos ad hoc

Clima, Hospedero Suelo, Manejo

Exploración de datos

A

Integración de información y aplicación de métodos exploratorios, descriptivos y correlativos

Métodos Univariados Métodos Multivariados

Regionalización de Inductividad Epidémica

Análisis Estadístico Inferencial

Proc GLM, Proc Arima

Proc PrinCom, Proc Cluster, Proc Factor, Proc GenMod

SAS ver 6.12 SAS ver 6.12

Mapa Descriptivo

Mapa de factores de riesgo

A

Integración de información y aplicación de métodos exploratorios, descriptivos y correlativos (continuación).

Métodos Simulativos. P.e MC

Base Racional

1. El estudio de la planta como eje integrador de los procesos fitosanitarios. Por tanto la producción se debe articular a los análisis de la sanidad.

2. La variabilidad regional inductiva de los diversos problemas fitosanitarios permite operar en forma efectiva en planeación productiva y fitosanitaria.

3. Los métodos analíticos deben seleccionarse con el fin de optimizar la variabilidad y establecer relaciones funcionales entre los componentes productivos, ambientales y sanitarios.