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UNIVERSIDAD EARTH EL EFECTO DE LOS MICROORGANISMOS EFICACES EN LA SUPRESIÓN DEL HONGO Moniliophthora roreri BAJO CONDICIÓN DE LABORATORIO Y CAMPO CON INOCULACIÓN ARTIFICIAL. Tracy Nájar y Sheira Thomas Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingenieras Agrónomas con el grado de Licenciatura Guácimo, Costa Rica Diciembre, 2001

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UNIVERSIDAD EARTH

EL EFECTO DE LOS MICROORGANISMOS EFICACES EN LA SUPRESIÓN DEL HONGO Moniliophthora roreri BAJO CONDICIÓN DE LABORATORIO Y

CAMPO CON INOCULACIÓN ARTIFICIAL.

Tracy Nájar y Sheira Thomas

Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingenieras Agrónomas con el grado de Licenciatura

Guácimo, Costa Rica

Diciembre, 2001

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Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingenieras Agrónomas con el grado de Licenciatura

Profesor Asesor Shuichi Okumoto, M.Sc.

Profesor Coasesor Pánfilo Tabora, Ph. D.

Decano Daniel Sherrard, Ph.D.

Candidata Tracy Nájar

Candidata Sheira Thomas

Diciembre, 2001

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DEDICATORIA

En primer lugar, dedico el trabajo de graduación a Dios por su fortaleza.

A mi familia, principalmente a mis padres, los cuales siempre confiaron en mí, y

me dieron el apoyo necesario.

A todas las personas que me apoyaron con sus palabras, conocimientos y

oraciones.

Sheira

Primeramente a Dios por iluminar el camino y guiarme en estos cuatro años.

A mi madre, mi hermano por brindarme su apoyo en los momentos más difíciles

de mi vida.

A la Fundación Ostrom en especial a la Sr. Magalen O.Bryant por brindarme la

oportunidad de graduarme es ésta prestigiosa universidad.

A Francis Reyes por su apoyo constante y a Pablo Ribero por su amistad

incondicional.

Tracy

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AGRADECIMIENTO

Le agradezco infinitamente al Señor, Dios Todopoderoso por haberme

otorgado ésta oportunidad de estudio, y por su mano ayudadora.

A mis padres por darme lo mejor de ellos en todo momento.

A mi becario, Por la gran oportunidad de que me concedió de estudiar.

A mis asesores M.Sc. Shuichi Okumoto y Dr. Pánfilo Tabora por su apoyo

y su tiempo y a mi compañera de trabajo Tracy Najar.

Finalmente a Juanita por brindarme su ayuda en la elaboración del proyecto

Sheira

A nuestros asesores M.Sc. Shuichi Okumoto y Ph.D Pánfilo Tabora, por su

incondicional apoyo al trabajo realizado.

A mi compañera de trabajo “Shira” Thomas. Gracias Shirín, que DIOS te

bendiga hoy y siempre.

A los señores Fernando López , Joaquín Calderón y Ricardo Palacios.

Tracy

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RESUMEN

La enfermedad de moniliasis, causado por el hongo Moniliophthora roreri,

ha sido una de los causantes de pérdidas significativas de frutos en el cultivo de

cacao (Theobroma cacao), en Costa Rica y otros países Latinoamericanos. El

control convencional de esta enfermedad, demanda gran cantidad de productos

químicos los cuales han demostrado ser de altos costos de adquisición e

ineficientes.

El presente estudio se realizó con el objetivo de investigar el efecto

supresivo y el mecanismo antagónico de cuatro productos orgánicos como el EM,

EM5, fermentos de mazorca sana y enferma a base de EM, bajo condiciones de

campo y laboratorio. También se trabajó con los filtrados de cada tratamientos los

cuales fueron evaluados exclusivamente bajo condiciones controladas de

laboratorio.

La incidencia de la enfermedad Moniliophthora roreri, fue significativamente

menor en las plantas tratadas con EM y EM5, para condiciones de campo y de

laboratorio. El EM5 seguido del EM tuvieron mejores resultados en el laboratorio

con relación al testigo y demás tratamientos, presentando reducción del

crecimiento micelial y del porcentaje (%) de germinación de las esporas. En el

campo se demostró que el EM seguido por el EM5, fueron los tratamientos que

demostraron mayor capacidad de supresión, debido a la mayor cantidad de frutos

sanos resultantes por tratamiento.

Palabras claves: Microorganismos eficaces (EM), supresión,

Moniliophthora rorer y Theobroma cacao.

NAJAR, T; THOMAS, S. El efecto de los microorganismos eficaces en la

supresión del hongo moniliophthora roreri bajo condición de laboratorio y

campo con inoculación artificial. Trabajo de Graduación. Mercedes de

Guácimo, Universidad EARTH, CR. 49 p.

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ABSTRACT

Monilia is a disease caused by the fungus Moniliophthora roreri, a serious

pest in cocoa (Theobroma cacao) production for Latin American countries.

Chemical controls are neither the cheapest nor the most effective disease

management. Laboratory and field experiments were carried out as part of this

project to research the suppressive and antagonistic mechanism of four organic

products (EM, EM5, fermented healthy pods and fermented sick pods). In

combination with these treatments, filtrates of these were also taken exclusively for

laboratory investigation.

The incidence of disease by Moniliophthora roreri was significantly lower in

plants treated with EM and EM5. A decrease in mycelial growth and percentage

(%) of germinated spores were observed by Moniliophthora roreri treated with

EM5 followed by EM in laboratory conditions. Suppressive capacity was

demonstrated in field research by using EM and EM5, since it results resulted in

more healthy fruits per plants.

We assume that Effective Microorganisms and its byproducts (constituents

and filtrates), produce a decrease in the metabolic activity of Moniliophthora roreri,

because of its suppressive or antagonic capacity.

Key Words: Effective Microorganisms (EM), suppression, Moniliophthora

roreri and Theobroma cacao.

NAJAR, T; THOMAS, S. El efecto de los microorganismos eficaces en la

supresión del hongo Moniliophthora roreri bajo condición de laboratorio y

campo con inoculación artificial. Trabajo de Graduación. Mercedes de

Guácimo, Universidad EARTH, CR. 50 p.

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TABLA DE CONTENIDO

Página

DEDICATORIA ................................................................................................ III AGRADECIMIENTO ........................................................................................IV RESUMEN........................................................................................................V ABSTRACT......................................................................................................VI TABLA DE CONTENIDO ................................................................................VII LISTA DE CUADROS ...................................................................................... IX LISTA DE FIGURAS.........................................................................................X LISTA DE ANEXOS.........................................................................................XI

1. INTRODUCCIÓN.............................................................................................. 1

2. REVISIÓN DE LITERATURA........................................................................... 5

2.1. ETIOLOGÍA DEL AGENTE CAUSAL ....................................................... 5 2.2. HOSPEDERO........................................................................................... 5 2.3. CICLO DE VIDA DEL PATÓGENO ......................................................... 5 2.4. SINTOMATOLOGÍA ................................................................................. 7 2.5. COMBATE................................................................................................ 8

2.5.1. Combate Cultural ........................................................................ 9 2.5.2. Combate Químico....................................................................... 9 2.5.3. Combate por resistencia ........................................................... 11 2.5.4. Combate Biológico.................................................................... 11

2.6. ANTAGONISMO..................................................................................... 12 2.7. USO DE MICOORGANISMOS EFICACES (EM) ................................... 12

3. OBJETIVOS ................................................................................................... 17

3.1. OBJETIVO GENERAL............................................................................ 17 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................. 17

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4. METODOLOGÍA ............................................................................................ 18

4.1. LOCALIZACIÓN Y ÁREA EXPERIMENTAL........................................... 18 4.2. MATERIAL EXPERIMENTAL ................................................................. 18 4.3. EXPERIMENTOS ................................................................................... 19

4.3.1. Ensayo 1: efecto antagónico de los microorganismos eficaces sobre conidios de M. roreri. ...................................................... 19

b) Preparación de Tratamientos ............................................................. 19 d) Variables a evaluar y análisis estadístico. .......................................... 21 4.3.2. Ensayo 2: Efecto de los tratamientos filtrados sobre la inhibición

del micelio bajo condiciones aeróbicas. ................................... 21 a)Tratamiento ......................................................................................... 22 b) Instalación de experimento................................................................. 22 c) Variables a evaluar y análisis estadístico. .......................................... 22 4.3.3. Ensayo 3: Efecto de los tratamientos (no filtrados) bajo

condiciones aeróbicas. ............................................................. 23 a)Tratamientos: ...................................................................................... 23 b) Instalación del experimento................................................................ 23 c) Variables a evaluar. ............................................................................ 23 4.3.4. Ensayo 4: Efecto de inhibición sobre el crecimiento de micelio,

bajo condiciones anaeróbicas. ................................................. 24 a)Tratamiento ......................................................................................... 24 b) Instalación de experimento................................................................. 24 c) Variables a evaluar y análisis estadístico. .......................................... 24 4.3.5. Ensayo 5: Efecto de los microorganismos eficaces sobre la

supresión de M. roreri en el campo con la inoculación artificial del patógeno............................................................................. 25

a) Tratamientos. ..................................................................................... 25 b) Instalación de experimento................................................................. 25

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN....................................................................... 27

5.1. EXPERIMENTO EN EL LABORATORIO ............................................... 27 5.1.1. Ensayo 1................................................................................... 27 5.1.2. Ensayo 2................................................................................... 29 5.1.3. Ensayo 3................................................................................... 31 5.1.4. Ensayo 4................................................................................... 33

5.2. EXPERIMENTO DE CAMPO ................................................................. 36

6. CONCLUSIONES........................................................................................... 41

7. RECOMENDACIÓN ....................................................................................... 42

8. BIBLIOGRÁFICAS......................................................................................... 43

9. ANEXOS ........................................................................................................ 47

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LISTA DE CUADROS

Cuadro Página Cuadro 1. Efecto de los microorganismos antagonistas sobre la germinación de

esporas de M. roreri. .............................................................................28

Cuadro 2. Efecto de los tratamientos filtrados sobre la supresión del micelio del hongo M. roreri bajo condiciones aeróbicas...........................................29

Cuadro 3. Efecto de los tratamientos sobre la inhibición del micelio M. roreri bajo condiciones aeróbicas............................................................................31

Cuadro 4. Análisis de varianza correspondientes al último de día de lectura, de los tratamientos y su efecto supresivo sobre el micelio del hongo M. roreri bajo condiciones anaeróbicas. ...............................................................34

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LISTA DE FIGURAS

Figura Página Figura 1. Efecto antagónico del EM5 sobre el hongo M roreri..............................32

Figrura 2. Efecto antagónico (Testigo) sobre el hongo M roreri. ...........................32

Figura 3. Desarrollo del micelio bajo el método de doble capa durante 7 días de observación, en los diferentes tratamientos. ..........................................33

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LISTA DE ANEXOS

Anexo Página Cuadro 1 . Análisis de varianza para el efecto de los tratamientos con la severidad

de moniliasis. .........................................................................................47

Figura 1. Mazorcas sana, resultante del experimento...........................................47

Figura 2. Mazorca con síntoma de marchites........................................................48

Figura 3. Mazorca con esporulado total ................................................................48

Figura 4. Mazorca son síntomas de estroma productivo.......................................49

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1. INTRODUCCIÓN

Son varias las enfermedades que atacan al cultivo de cacao (Theobroma

cacao) pero una de las mas importantes y que ha producido grandes bajas (40 y

50%) en la producción latinoamericana es la enfermedad conocida como

moniliasis causado por el hongo Moniliophthora roreri (Soria 2000:4).

La enfermedad de moniliasis fue estudiada de manera oficial por vez

primera, por el científico J. B Rorer. En el año de 1916 se detectó la enfermedad

en la región de Quevedo, Ecuador el cual se diseminó paulatinamente por todo el

país provocando daños considerables en la producción cacaotera, que en la

actualidad padecen Colombia, Perú, Venezuela, Panamá y recientemente Costa

Rica (Soria 2000:4).

En Costa Rica durante diciembre de 1978, el Centro Agronómico Tropical

de Investigación y Enseñanza (CATIE) de Costa Rica determinó la presencia de la

enfermedad en la zona atlántica. A finales de 1980 la enfermedad fue descubierta

en otras zonas cacaoteras de país (zona norte y zona pacífico sur) donde se ha

tratado de combatirla por varios métodos sin obtener resultados satisfactorios

(Porras 1982:2).

La severidad del ataque de la Moniliasis varia de una zona a otra de año

en año, de acuerdo a las condiciones del clima y/o microclima y la presión del

inóculo. A pesar de que solo afecta a los frutos, su ataque es a menudo tan severo

que se considera que la enfermedad constituye uno de los factores limitantes y de

mayor importancia en la producción de cacao en América tropical (Porras y

Sánchez 1991:10).

Se ha informado que en Ecuador y Colombia la enfermedad a ocasionado

perdidas en la producción de 16 hasta el 80% y aún más, con promedios que

fluctúan del 20 al 22 % anual. En Costa Rica el impacto de la Moniliasis para el

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año de 1979- 1980, provocó una pérdida del 80 – 90 % en comparación a las

producciones del año anterior (Porras y Sánchez 1991:10).

Por otra parte Sanchez (1982:3), resalta esta situación afirmando que antes

de la aparición de la enfermedad en Costa Rica, existía una producción cerca de

40,000 toneladas métricas, con una reducción del 60% para el año de 1980,

produciendo una pérdida de 48 millones de dólares, ya que el precio por tonelada

métrica, era de dos mil dólares (2000$), esta gran perdida se atribuye al

desconocimiento de la enfermedad y el estado de abandono de las plantaciones

(Enriquez 2001:9).

La sintomatología de la Moniliasis varía principalmente con la edad del fruto

y la intensidad del ataque. Se ha determinado que la incidencia de la Moniliasis

sobre el fruto puede ocurrir en todos los estados de su desarrollo fisiológico

(Porras y Sánchez 1991:10).

En las primeras etapas de desarrollo el fruto de cacao es mas susceptibles

a la infección de la M. roreri. En el interior de la mazorca las almendras se pudren

y se trasforman en una maza parda, Todas las almendras pueden quedar

afectadas sin que síntomas exteriores puedan delatarlo. El fruto a simple vista

aparenta estar sano. Sin embargo pueden aparece manchas pardas parecidas a

los estragos de la Phytophthora palmivora, pero una mazorca atacada con M.

roreri presenta en el interior una maza totalmente putrefacta (Enríquez et al.

1985:8). Muchas veces se ve el fruto muerto, ennegrecido y comprimido, todavía

colgando del árbol, cubierto de una “felpa” de color crema que corresponde a las

esporas del hongo (Soria 2000:6).

Las alternativas de control existentes contra ésta enfermedad, son los

controles químicos, por resistencia, manejo cultural y control biológico. El control

químico ha sido uno de los más estudiados y presenta una gama de alternativas

para el control de ésta enfermedad, pero no se justifica como el método más

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efectivo y su costo normalmente se encuentra fuera del alcance para el pequeño

agricultor (Enríquez et al. 1985:4).

El presente estudio explora la posibilidad del combate biológico de la M.

roreri mediante el uso de microorganismos eficientes (EM), con el propósito de

ofrecen mayores alternativas al agricultor al momento de definir o redefinir el

manejo de una plantación.

El control biológico es una alternativa viable que se fundamenta en el uso

de un organismo o subproductos del mismo para eliminar y/o suplir el crecimiento

de otro organismo, la aplicación de antagonistas microbianos para el control

biológico de fitopatógenos ha sido catalogada como un componente importante en

el manejo integrado de las enfermedades de las plantas y como una alternativa

viable a los pesticidas químicos. El conocimiento de los tipos de antagonismos es

necesario para desarrollar una buena estrategia en la implantación de una

agricultura sostenible.

Estudios realizados por Krauss (1998:1) han demostrado que el control

biológico mediante el uso de microorganismos antagonistas, acompañado del

control cultural (remoción de frutos) redujo la incidencia de la Moniliasis hasta un

100 % en las parcelas abandonadas, 78% en las parcelas con manejo cultural

mejorado y un 36% en las parcelas tratadas con antagonistas. Los rendimientos

se incrementaron en un 300% y además demuestra que el control biológico no

solo protege a los frutos de la infección sino que también previene el desarrollo y

la diseminación de este patógeno.

El uso de microorganismos eficaces (EM) como agente de control biológico,

ha sido probado en el cultivo de cacao. La aplicación de EM5 (mezcla de melaza,

vinagre y alcohol fermentada con EM) logró reducir el porcentaje de infección de

Moniliasis de forma altamente significativa, en comparación al testigo que no

poseían ningún tratamiento (Ramón 2000:11).

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En esta oportunidad se utilizó los microorganismos eficaces (EM) y

fermentos preparados a partir de EM para evaluar el efecto de supresión del

hongo Moniliophthora roreri y así evaluar sus posible mecanismos antagónicos.

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2. REVISIÓN DE LITERATURA

2.1. ETIOLOGÍA DEL AGENTE CAUSAL

El agente causal de la Moniliasis es el hongo Moniliophthora roreri y la

clasificación taxonómica del hongo es la siguiente: Clase Deuteromicete

(imperfecto), orden Moniliales, familia Moniliaceae, género Moniliophthora especie

roreri. (Enríquez y Paredes 1989:7).

En la actualidad se desconoce el estado imperfecto del hongo (sexual), por

lo que se cree que su reproducción se realiza solo asexualmente por conidios. Los

conidios son la única estructura, hasta ahora conocido, capaz de causar infección

(Porras y Sánchez 1991:10).

2.2. HOSPEDERO

El hongo Moniliophthora roreri solo ha sido encontrado atacando los frutos

de los géneros Theobroma y Herrania, ambos de la familia Sterculiacea (Porras y

Sánchez 1991:10).

2.3. CICLO DE VIDA DEL PATÓGENO

Se ha observado que la mazorca es el único órgano afectado de la planta

por el patógeno M. roreri. La susceptibilidad de las mazorcas, depende tanto del

cultivar como del estado de crecimiento del fruto, la susceptibilidad decrece a

medida que el fruto madura.

El estado de conidia de la Moniliasis, es el único estado de propágulo de

infección conocida. Los conidios se mantienen como principal fuente de inoculo al

permanecer viables en mazorcas momificadas que no fueron removidas del árbol.

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La duración de los conidios en el fruto momificado es de 9 meses. (Jiménez

1986: 3)

La penetración del hongo ocurre directamente a través de la base de los

pelos glandulares. Primeramente el hongo alcanza cierto grado de desarrollo

sobre la superficie de la mazorca antes de iniciar la formación de las hifas

infectivas, que aparentemente penetran sin la formación de estructuras

apresoriales de ninguna especie. Al atravesar la epidermis, el hongo empieza a

diseminarse intercelularmente por medio de las conidias, las cuales al alcanzar un

determinado desarrollo producen más hifas infectivas que penetran y destruyen el

interior de las células, relacionado con la aparición de los primeros síntomas de la

enfermedad (Porras 1982: 4).

Según Jiménez (1986:3), para que ocurra el proceso de infección se

requiere de agua que provoque un ambiente saturado de humedad en la epidermis

del fruto.

Cuando los frutos menores (2 meses) son infectados, continúa su

crecimiento aparentemente normal, pero posteriormente desarrolla protuberancias

o abultamientos de color ligeramente más claro y brillante. Cuando los frutos han

llegado a la mitad de su desarrollo y son atacados por el hongo, no se deforman,

en este caso la enfermedad se manifiesta en forma de pequeños puntos aceitosos

de color verde oscuro. En ambos casos, la enfermedad se caracteriza por la

aparición del mismo sobre el pericarpio de la mazorca de una o varias manchas de

coloración marrón (chocolate) de borde irregulares, que hasta algunas veces pude

llegar a cubrir la totalidad del fruto; generalmente la mancha está rodeada de una

zona de transición de color amarillo (Porras 1982:4).

Sobre la superficie de la mancha crece un estroma, especie de “felpa” firme

y blanca de micelios de M. roreri pudiendo llegar a cubrir la totalidad de la mancha,

y sobre la cual el organismo produce gran cantidad de esporas que al madurar

dan al estroma un color cremoso.

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Los frutos que son infectados después de los dos o tres meses de edad no

manifiestan síntomas externos de ninguna clase, o solo presentan puntos

pequeños de apariencia aceitosa o pequeñas manchas necróticas, también

pueden aparecer manchas de color amarillo en las mazorcas verdes, o naranja en

las mazorcas moradas, algunas veces ocupando más de la mitad de la mazorca.

Estos síntomas provocan una maduración prematura de la parte infectada, estos

frutos presentan infecciones tardías u ocultas que solo se diferencian de los frutos

normales no infectados por ser más pesados, debido a la destrucción de las

semillas y de tejidos internos, donde se produce una podredumbre con

acumulación de una cantidad de líquido apreciable (Porras 1982: 5).

2.4. SINTOMATOLOGÍA

La Moniliasis, ataca el fruto de cacao en todos los estados de desarrollo,

pero es más severa en frutos jóvenes según Merchán (1978:12), por lo que

cualquier manejo que se pretenda hacer tiene que ser desde las primeras etapas

de desarrollo de la mazorca.

El momento de la aparición de los primeros síntomas es muy variable, tanto

para mazorcas del mismos cultivar o en mazorcas inoculadas artificialmente de

forma simultánea. Depende principalmente de la edad de los frutos, del cultivar del

inóculo y de las condiciones ambientales imperantes (Phillips 1986:5).

Siguiendo la nomenclatura descrita por Whertzel y citada por (Phillips,

1986:16), los síntomas de la Moniliasis del cacao pueden clasificarse en necrosis

e hiperplasias. Los síntomas necróticos se caracterizan por la degradación de los

protoplasmas, seguida por la muerte de las células de los tejidos. Los síntomas

pueden ser plesionecróticos, cuando se expresan antes de la muerte de los

protoplasmas, u holonecróticos, cuando se manifiestan después de ésta. Dentro

de los síntomas plesionecróticos se encuentran los siguientes:

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a) Hidrolosis: comprende los “puntos aceitosos”, consiste en la

aparición de manchas traslúcidas, que corresponden a tejidos

infectados, donde los espacios intercelulares contienen líquidos

desprendidos de células con daños en la membrana del

protoplasma. Frecuentemente éste síntoma precede al desarrollo

de los síntomas holonecróticos.

b) Amarilles: corresponde a la “madurez prematura o irregular”, que

resulta de la desintegración de la clorofila.

Los síntomas holonecróticos que se manifiestan mediante los tejidos, en los

cuales la necrosis forma una mancha parda, es denominado usualmente como

“mancha chocolate”.

La necrosis interna conduce a la descomposición de los tejidos y las

almendras, que ocasiona una podredumbre acuosa dentro de los frutos. Estos al

perder el agua, se secan y se arrugan, produciendo síntomas comúnmente

conocidos como “momificación”.

Las hiperplasias son el resultado del aumento en el número de células de

los tejidos, que se manifiestan por medio de tumefacciones. Este síntoma es

comúnmente llamado “abultamiento o jiba”.

Los signos del patógeno se producen sobre las manchas pardas, y se

caracterizan por presentar un micelio muy denso y compacto de color blanco

denominado estroma. Sobre el estroma aparece posteriormente una gran cantidad

de conidios que le dan a la masa micelial, una tonalidad café claro.

2.5. COMBATE

Por las características que presenta la enfermedad, el método más efectivo

y económico a utilizar como control, es la ejecución oportuna de prácticas

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culturales. El combate de lmonilia es costoso y no siempre presenta un buen

éxito.

2.5.1. Combate Cultural

El control más eficiente, lo constituye el combate cultural, y la ausencia de

aplicación de la misma, favorecería al aumento de la incidencia de moniliasis.

Dentro de las prácticas utilizadas, se encuentra las siguientes:

a. La poda sanitaria, que consiste en la remoción semanal de frutos

enfermos después de iniciada la etapa de cuajamiento, se realiza con la

finalidad de evitar que el hongo tenga tiempo para formar conidias que

pueden infectar al fruto de otras plantas. Los frutos removidos deben

dejarse sobre el suelo donde, aparentemente, el hongo se inactiva por

un mecanismo biológico (Phillips 1986:5). Con ello se busca producir un

cambio en el microclima de la plantación que desfavorezca al patógeno

y beneficie de la plantación.

b. Drenaje, con el fin de reducir la humedad presente en la plantación,

para crear un medio menos favorable para el desarrollo del hongo.

c. Deshierbas, frecuentes para mantener un ambiente más seco y menos

propenso a crear un microclima húmedo, a causa del rocío que cae

durante la noche.

d. Podas para mantener a la planta libre de ramas no funcionales y

regulación de sombra (Porras y Sánchez 1991:14).

2.5.2. Combate Químico

Se ha observado que el control químico no siempre ha sido el más

adecuado puesto que la enfermedad todavía representa un factor de pérdida al

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productor. Experimentos anteriores han demostrado que el combate de la

enfermedad por medio de productos químicos es antieconómico y ineficaz. La

aplicación de fungicidas son de alto costo, sobre todo si se considera, el número

excesivo de aplicaciones que hay que hacer para lograr una cobertura adecuada

del producto, respecto a la mazorca en los periodos de rápido crecimiento y de

lluvias frecuentes (Phillips 1986:13).

El combate químico según Sánchez (1982:6), ha logrado reducir la

incidencia en ciclos cortos, pero las prácticas son en su mayoría de alto costo

económico, inconsistentes y variables, y en algunos casos se ha presentado

disminución en la producción y aumento de la marchites fisiológica.

En un experimento realizado en la estación experimental la Lola, Costa

Rica, las aplicaciones químicas han reducido en forma moderada pero significativa

la incidencia de la enfermedad, y aumentó de igual manera los rendimientos, sin

embargo, el testigo no compensó el costo total de la aplicación (Phillips 1986:14).

Para lograr una mayor eficiencia en las aplicaciones de fungicidas en una

plantación de cacao, Porras y Sánchez (1991:12), recomiendan lo siguiente:

a. Que las plantaciones tengan una cantidad de producción e ingreso que

atribuya su aplicación.

b. Presencia de alta cobertura de fungicidas en el producto, por lo que es

preferible que los frutos se encuentren localizados en troncos y en las

ramas bajeras del árbol.

c. Ciclos de aplicación reducidas, por lo que la plantación debe presentar

floraciones y fructificación bien definidos.

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2.5.3. Combate por resistencia

Las diferentes especies existentes de cacao presentan diferencias en

cuanto a susceptibilidad y resistencia, con esto se demuestra que las fuentes más

resistentes presentes, pueden ser utilizadas y mejoradas.

Jiménez (1986:6), afirman que el combate por resistencia es una técnica utilizada

debido a la gran diversidad genética del cacao. Los clones que se han obtenido ha

sido mediante la inoculación artificial ya que el inóculo natural está limitado en la

edad del fruto y presión del inóculo.

En Costa Rica, se ha realizado inoculaciones artificiales de cultivares que

operan en dependencia de la estación y localidad, tales como UF-296, UF-273,

EET-75, EET-183, EET-67. Los cultivares resistentes a la Moniliasis, forman parte

del combate integrado, incluyento prácticas culturales. Actualmente estos

cultivares están siendo utilizados para la producción de híbridos, de los cuales se

espera que además de mejorar el cultivo, también incremente los ingresos de los

productores.

2.5.4. Combate Biológico

El combate biológico según Jiménez (1986:7), es la disminución de la actividad

del patógeno causante de la enfermedad, a través de la acción de uno o más

organismos diferentes al ser humano que consiste en:

1. Reducción de inóculo, clasificado como un combate biológico del inóculo. Este

combate consiste en controlar la población del patógeno.

2. Reducción de la infección en el fruto, clasificado como protección biológica de

la epidermis del fruto. Este tipo de combate tiene el objetivo de colonizar el

fruto con el microorganismo a utilizar como control, para interferir con las

actividades del patógeno.

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3. Reducción de la severidad en el fruto por parte del patógeno, caracterizado

como combate por inducción de resistencia. La metodología está relacionada

con la estrategia de control del hospedante.

2.6. ANTAGONISMO

Jiménez (1986:14), afirma que, antagonismo es la interferencia que puede

ejercer un microorganismo en las actividades de otro microorganismo, localizado

ambos en un mismo nicho o microambiente.

Para utilizar cualquier tipo de microorganismo antagónico ya sea en

condiciones ambientales naturales o in vitro, se requiere que el microorganismo

ejerza el control y sobreviva en el nicho del patógeno.

2.7. USO DE MICOORGANISMOS EFICACES (EM)

Los microorganismos eficaces (EM) producen hormonas de plantas,

sustancias bioactivas beneficiosas y antioxidantes durante la solubilización de

nutrientes. Los subproductos metabólicos de los microorganismos eficaces

catalizan la energía presente dentro del ecosistema el cual crea un ambiente más

sano para la planta (Wood, et al. 1993).

El uso de EM (Microorganismos eficaces), está basado en la filosofía donde

un grupo de microorganismos eficaces alcanzan una co-prosperidad por medio de

la cooperación y la co-existencia. Esta mezcla fue desarrollada por Dr. Higa de la

Universidad de Ryukyus de Japón.

El EM viene a ser un cultivo mixto de microorganismos no patogénicos que

se encuentran de manera natural en el medio, esté cóctel de microorganismos se

encuentra compuesto por bacterias procesadoras de ácido láctico, levaduras y

bacterias fotosintéticas. Los microorganismos co-existen en un medio líquido

natural y al momento que se introducen al ambiente, los efectos sinergéticos son

beneficiosos.

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Su composición en general es por bacterias procesadoras de ácido láctico,

levaduras y bacterias fotosintéticas.

Algunas de las sustancias secundarias que son producidas por los

microorganismos del EM son las inositol, ubiquinone, saponinas, polisacáridos de

bajo peso molecular, polifenoles y quelatos. Estas sustancias pueden inhibir

patógenos, pero permitir el crecimiento de las especies benéficas (Higa s.f.).

Las sustancias antioxidantes son producidas al degradar materia orgánica.

Se menciona que estas sustancias detoxifican, desionizan sustancias peligrosas y

quelatan minerales pesados, además inducen a los microorganismos a liberar

enzimas descomponedoras, como la lignina peroxidaza (Higa s.f.).

El EM no debe considerarse como un fungicida, pues es una medida

biológica para suprimir o controlar patógenos, a través del incremento de la

competencia y antagonismo (APNAN 1995). Dentro de los principales grupos de

microorganismos se hallan:

Bacterias fototrópicas o fotosintéticas: este tipo de bacterias se

automantienen a partir de secreciones de raíces, materia orgánica y gases

sulfhídricos. Los aminoácidos, ácidos nucleicos, sustancias bioactivas y azúcares

producidos por las bacterias fotosintéticas incrementan su desarrollo y a la vez el

desarrollo de otros organismos como las micorrizas, debido a que facilitan

compuestos nitrogenados.

Por otro lado las bacterias fototrópicas producen ondas de resonancia, con

altas frecuencias de rayos equis (X) y gamma. Se ha dicho que tales ondas son

capaces de transformar la energía negativa en positiva (Higa s.f.).

Bacterias Ácido Lácticas: este es el grupo más grande en el coctel del

EM (Higa y Parr 1994, citados por Edens et al. 1997).

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Las bacterias ácido lácticas producen sustancias inhibitorias tales como la

reuterina, la cual es fungistática e inhibe el crecimiento de otras bacterias y

protozoos (Edens et al. 1997).

Además, el ácido láctico proviene de azúcares y otros carbohidratos

secretados por las bacterias fotosintéticas y levaduras. El ácido láctico es una

sustancia capaz de esterilizar y suprimir microorganismos dañinos. Estas bacterias

aceleran la descomposición de la materia orgánica, ya que promueven el

rompimiento y fermento de la lignina y celulosa (Edens et al. 1997).

Levaduras: este tipo de hongos sintetizan sustancias antimicrobianas,

hormonas y enzimas a partir de aminoácidos y azúcares secretados por bacterias

fotosintéticas, materia orgánica y raíces, las cuales sirven de sustratos para las

bacterias ácido lácticas y actinomycetes.

Actinomycetes: estos hongos producen sustancias inhibidoras de hongos

y bacterias (como los antibióticos), a partir de los aminoácidos secretados por

bacterias fotosintéticas y materia orgánica.

Hongos fermentativos: Este tipo de hongos se encargan de descomponer

la materia orgánica en alcohol, ésteres y sustancias antimicrobianas, eliminando

de ésta manera el desarrollo de moscas y malos olores.

El efecto del EM sobre la supresión de algunos hongos patogénicos fueron

investigados obteniendo buenos resultados (Castro et al. 1993:2). El autor indica

que la aplicación de EM bajo condiciones de laboratorio reduce de manera

considerable el crecimiento del hongo patogénico tales como: Sclerotium rolfsii,

Phythium sp, Rhizoctonia solani, Colletotrichum, Gloeosporioides, Alternaria sp y

Thielaviopsis oxysporium. Estudios realizados en el campo la aplicación de EM

demostró un efecto potencial para el control de Xanthomonas campestris en el

cultivo de chile dulce (Castro et al. 1993). También se obtuvieron buenos

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resultados en el manejo de sigatoka negra en el cultivo de banano causado por

Micospharella fijiensis ( Elango 1997).

A partir del producto biológico EM, se pueden preparar otros productos del

tipo repelente natural conocido como EM5, que es un fermento proveniente de la

mezcla de vinagre natural, alcohol, melaza y EM activado. Este producto funciona

como repelente natural y no tóxico. Se usa para prevenir enfermedades y evitar

acercamiento de plagas insectiles, la aplicación del mismo fortalece más la barrera

de protección en la superficie de las plantas para evitar la invasión de patógenos

(Okumoto 2001: 1).

Nasiruddin (1995) reportó que la aplicación de EM5 redujo el daño por

insectos tales como: Vaulacophora foveicollissy y Bactrocera cucurbitae en el

cultivo de pepino. Estudios realizados por Wood et al. (1999), la aplicación de

EM5 combinado con extracto de plantas fermentadas redujo significativamente el

daño causado por Dhiaphania nitidalis y aumentó considerablemente la

producción del pepino.

Ramón (2000) investigó el efecto del EM5 sobre la Moniliasis del cacao en

el campo. Las aplicaciones semanales del producto redujeron significativamente el

porcentaje de mazorcas infestados por la enfermedad y aumentó la producción de

las frutas de cacao.

También es necesario mencionar la función de inmunidad y resistencia que

desempeñan los microorganismos endófitos. Comprenden a hongos y bacterias

que viven sin causar daño en el interior de células o tejidos de plantas durante una

parte considerable de su ciclo de vida (Quispel 1992).

En general, los microorganismos endófitos pueden localizarse en espacios

intracelulares, intercelulares o en el tejido vascular (Reinhold y Hurek 1998).

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La diversidad y número de bacterias rizoféricas es muy grande, lo cual

ocasiona que en este ambiente exista una fuerte competencia por los nutrientes y

en consecuencia que su disponibilidad sea limitada. Sobre esta base se ha

considerado que las bacterias endófitas podrían tener algunas ventajas

competitivas sobre las bacterias rizosféricas, ya que la disponibilidad de nutrientes

es mayor en el interior de las plantas y el número de microorganismos endófitos es

menor que el de los rizosféricos (James 2000). Por otro lado, las bacterias

endófitas se encuentran mejor protegidas que las rizosféricas de las condiciones

adversas que se presentan en el medio ambiente (Quispel 1992).

Las bacterias endófitas se ubican en contacto íntimo con las plantas, ellas

podrían brindar beneficios más directos a su hospedero en comparación con las

bacterias rizosféricas. Por ejemplo, podrían excretar fitohormonas en el interior de

las plantas y/o protegerlas contra la acción de los fitopatógenos. Se ha

demostrado que algunas fitohormonas, e.g., ácido indol acético, producidas por los

microorganismos rizosféricos pueden provocar un aumento de la superficie de la

raíz, permitiendo a la planta una mayor absorción de nutrientes (Ocón y González

1994:5).

La protección podría ser a través de efectos antagónicos, debido a la

producción de substancias que inhiben el crecimiento de los patógenos (Quispel

1992), o bien, por el desencadenamiento de una respuesta de defensa de la

planta en contra de patógenos inducida por el endófito, en forma similar a la que

se observa con algunas rizobacterias.

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3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Determinar el efecto supresivo de los microorganismos eficientes (EM y

EM5) y fermentos preparados a base de EM, sobre el patógeno Moniliophthora

roreri, a nivel del campo y en la laboratorio en el cultivo de cacao.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Evaluar la capacidad antagónica de los microorganismos eficaces (EM y EM5)

y fermentos preparados con EM, sobre el crecimiento de conidios de M. roreri

bajo condiciones de laboratorio.

2. Evaluar el efecto de los microorganismos eficaces (EM y EM5) y fermentos

preparados con EM, sobre la inhibición en el crecimiento del micelio de

Moniliophthora roreri bajo condiciones de laboratorio.

3. Evaluar en el campo el efecto de los microorganismos eficaces (EM y EM5) y

fermentos preparados con EM en la supresión de Moniliophthora roreri

mediante inoculación artificial.

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4. METODOLOGÍA

4.1. LOCALIZACIÓN Y ÁREA EXPERIMENTAL

El presente trabajo se llevo a cabo en la finca académica, propiedad de la

universidad EARTH ubicada en la localidad de las Mercedes de Guácimo,

provincia de Limón, en la zona Oeste de la vertiente Atlántica de Costa Rica, a

83° de longitud oeste y 10° de latitud norte, aproximadamente a 59 msnm. La

precipitación promedio anual es de 3470 mm, las temperaturas promedio anual es

de 25.1 C° y la humedad relativa promedio anual de 87% respectivamente.

Holdridge considera la zona comprendida dentro del bosque tropical húmedo,

cuyas características están determinadas por una precipitación anual mayor de

2000 y 4000 mm y una temperatura media anual superior a los 24°C.

El trabajo de laboratorio se llevó a cabo en la universidad EARTH en los

laboratorios de Ciencias Naturales.

4.2. MATERIAL EXPERIMENTAL

Se utilizó árboles de cacao, de la finca académica, de una plantación con 8

años de edad, sembrados a distancia de 3 x 3 m, ubicados en la última sección. El

material es híbrido destinado para producción comercial y provenientes del cruce

de clones híbridos (Variedad matina). El manejo técnico de la plantación se viene

desarrollando de manera tradicional.

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4.3. EXPERIMENTOS

4.3.1. Ensayo 1: efecto antagónico de los microorganismos eficaces sobre conidios de M. roreri

Este experimento se realizó con el fin de evaluar el efecto de los

microorganismos eficaces y filtrado de los mismos, sobre la germinación de los

conidios de M. roreri.

a) Tratamientos

Los tratamientos evaluados durante los experimentos, y su respectivo código,

son los siguientes:

Testigo (T1) o control por medio de la aplicación de agua destilada estéril e

inoculación artificial. El EM5 (T2), EM activado (T3), la utilización de fermentos de

mazorca sana (T4) y mazorca enferma (T5), ambas a partir de EM activado. Los

otros tratamientos consisten en la utilización de filtrados de EM5 (T6), EM activado

(T7), fermento de mazorca sana (T8) y de fermento de mazorca enferma (T9).

b) Preparación de Tratamientos

Activación de EM: la preparación de EM activado consiste en la utilización

de EM y melaza, ambas en una proporción del 5% y agua en un 90%.

Después de realizar la mezcla (dilución de melaza en agua), la solución

debe ser fermentada a temperatura de 20 – 30 °C, bajo condiciones anaeróbicas,

quitando el gas que produce el proceso, y confirmando el buen olor, color y pH

inferior a 3.5, durante una semana.

EM5: es un fermento de la mezcla de vinagre natural, alcohol, melaza y EM

que funciona como repelente natural. La preparación consiste en el uso de

materiales como EM activado, melaza, alcohol y vinagre cada uno en una

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proporción del 10% y finalmente la utilización de agua limpia sin cloro a 60%

(Okumoto 2001).

Fermento de mazorca sana y enferma: fermento de mazorca sana o

enferma (mazorcas enfermas con Monilia) con EM son también otro tipo del

fermento que se realiza a partir del material vegetal de interés, más melaza, agua

y EM. La melaza y EM deben estar en un contenido de 3 % del volumen total del

agua. El proceso de preparación consiste en mezclar el EM y melaza en agua

seguido del material vegetal a utilizar. Después se prosigue a cubrir el producto

asegurándose de que el envase esté totalmente lleno, luego se almacena en un

sitio con temperatura entre 25 – 30°C sin exposiciones directas al sol, esta

prácticas se realizan con el objetivo de crear un medio que permita la activación

de organismos antagonistas (Okumoto 2001).

Con el uso de fermentos de mazorca sana, pretendemos producir

microorganismos antagonistas que habitan en la superficie de la fruta de cacao,

con la mazorca enferma pretendemos aumentar los microorganismos del hongo

patogénico y crear un ambiente antagonista a M. roreri, ya que donde existen

microorganismos patógenos pueden existir posibles microorganismos

antagonistas (Okumoto 2001).

Filtrados de los productos: con el proceso de filtrado, se desea obtener

los subproductos (excretas, exudados, agentes bactericidas y micóticos, entre

otros) proveniente de los metabolismos de microorganismos existentes en cada

uno de los tratamientos. Se pretende evaluar que no solo los microorganismos

tienen efecto sobre el hongo, sino, también los subproductos que ellos producen.

El proceso consistió básicamente en filtrar cada unos de los productos por medio

de una membrana (22 micras) la cual no permite el paso de ningún

microorganismo.

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c) Instalación del experimento

El porta-objeto fue cubierto utilizando como medio de cultivo agar-agua.

Posteriormente en el porta–objeto se colocó en un plato petri con un papel filtro

mojado en la base y un tubo de vidrio en forma de uve (V).

Se introdujo una suspensión conidial con una gota de 0.01 ml.

Anteriormente fue colocado 0.01 ml de cada tratamiento en la superficie de dicho

porta-objeto, expuesto a temperatura ambiente (24-27 °C). Pasado las 24 horas,

se tiñó las conidias con azul de algodón en lactofenol, (Fravel y Spurr, 1977). Las

concentraciones de EM utilizadas para cada tratamiento fueron directamente de la

solución madre.

d) Variables a evaluar y análisis estadístico

La variable evaluada fue el porcentaje de germinación de las esporas. Para

evaluar la germinación se observó en el microscopio cada porta-objeto con 5

campos al azar al menos 20 esporas. El número total y el número de conidios

germinados fueron contados para cada campo microscópico. Con ello se calculó

el porcentaje de germinación de conidios. Como observación cualitativa, se tomo

en cuenta también la producción de lisis y la apariencia del tubo germinativo.

Para la determinación de efectos antagónicos se compararon los

tratamientos contra testigo, mediante la prueba de Dunnett, de acuerdo a cada

categoría de medición.

4.3.2. Ensayo 2: Efecto de los tratamientos filtrados sobre la inhibición del micelio bajo condiciones aeróbicas

Este experimento se realizó para evaluar el efecto supresivo de los filtrados

de microorganismos eficaces y fermentos sobre el crecimiento de micelio del

hongo Moniliophthora roreri, bajo condiciones de laboratorio.

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a)Tratamiento

Entre los tratamientos utilizados para evaluar el efecto del crecimiento

sobre el micelio del hongo, en laboratorio, son: el Testigo (T1) o control por medio

de la aplicación de agua destilada estéril e inoculación artificial. Los otros

tratamientos consisten en la utilización de filtrados de EM5 (T2), EM activado (T3),

fermento de mazorca sana (T4) y de fermento de mazorca enferma (T5).

b) Instalación de experimento

Las sustancias de cada tratamiento se mezclaron con agar–agua a una

relación de 1:9 v/v, posteriormente se prosiguió a inyectar en los platos petri,

autoclavados con anterioridad.

En el centro de este medio de cultivo. Se colocó un disco del hongo M.

roreri (6 mm) efectuado mediante la utilización de un sacabocado, dicho hongo fue

previamente cultivado en un medio de cultivo con agar–avena. Los platos petri se

mantuvieron a temperatura ambiente (24-25°C) en el laboratorio.

c) Variables a evaluar y análisis estadístico

Se midió el diámetro de la colonia del hongo. La toma de lecturas se realizó

24 horas después de la siembra, las lecturas se continuaron diariamente durante

2 semanas a partir de la ejecución del ensayo.

Para la determinación del efecto antagónico en el análisis estadístico, se

compararon los tratamientos contra el testigo absoluto, mediante la prueba

Dunnett.

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4.3.3. Ensayo 3: Efecto de los tratamientos (no filtrados) bajo condiciones aeróbicas

Esta prueba se realizó con el objetivo de evaluar el efecto antagónico de los

tratamientos sobre la inhibición del crecimiento del micelio del hongo M. roreri bajo

condiciones aeróbicas.

a)Tratamientos

Para el efecto del estudio de desarrollo/inhibición de micelio de M. roreri en

condiciones anaeróbicas, los testigos utilizados fueron, el Testigo absoluto (T1) o

control, por medio de la aplicación de agua destilada estéril e inoculación artificial.

El EM5 (T2), EM activado (T3), la utilización de fermentos de mazorca sana (T4) y

mazorca enferma (T5), ambas, a partir de EM activado.

b) Instalación del experimento

Se trabajó con 4 tratamientos incluyendo un testigo absoluto. Para iniciar

con el experimento se preparó un agar especial a partir de avena, con el objetivo

de crear un medio rico en nutrientes y que permita el desarrollo del hongo. Se

chorrearon 10 ml de agar–avena en cada plato petri, posteriormente se colocó dos

discos de cultivo (7 mm) a los costados del plato. En medio de los discos de trazó

una línea con el tratamiento respectivo. Para finalizar cada uno de los tratamientos

fueron sometidos a la oscuridad a una temperatura de 24 °C.

c) Variables a evaluar

Se tomaron las lecturas del crecimiento del diámetro del hongo. La medición

se realizó al sexto día después de la siembra. Para determinar el efecto

antagónico, se compararon los tratamientos contra el testigo, mediante la prueba

de Dunett.

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4.3.4. Ensayo 4: Efecto de inhibición sobre el crecimiento de micelio, bajo condiciones anaeróbicas

Este ensayo se realizó para evaluar los tratamientos bajo condiciones

anaeróbicas y su efecto antagónico sobre el crecimiento del micelio de hongo M.

roreri.

a)Tratamiento

Los tratamientos para el ensayo #4 son, el Testigo (T1) o control por medio

de la aplicación de agua destilada estéril e inoculación artificial. El EM5 (T2), EM

activado (T3), la utilización de fermentos de mazorca sana (T4) y mazorca enferma

(T5), ambas a partir de EM activado.

b) Instalación de experimento

EL método empleado en esta práctica fue una modificación de la

metodología realizado por Castro et al (1993) usando dos capas de agar V-8 en

cada tratamiento.

c) Variables a evaluar y análisis estadístico

Las variables evaluadas, son similares al ensayo # 2, ya que se tomaron las

lecturas del crecimiento del diámetro del hongo. Las mediciones se realizaron 24

horas después de la siembra. Las lecturas se tomaron diariamente durante 2

semanas a partir de la ejecución del ensayo.

Para determinar el efecto antagónico, se compararon los tratamientos contra

el testigo, mediante la prueba de Dunett.

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4.3.5. Ensayo 5: Efecto de los microorganismos eficaces sobre la supresión de M. roreri en el campo con la inoculación artificial del patógeno

a) Tratamientos

Los tratamientos realizados en el campo, consistieron en la implementación

del tratamiento con inoculación natural (T1), la cual representa las condiciones

naturales de campo, el testigo o control (T2) por medio de la aplicación de agua

destilada estéril e inoculación artificial. El EM5 (T3), EM activado (T4), la utilización

de fermentos de mazorca sana (T5) y mazorca enferma (T6), ambas a partir de EM

activado.

b) Instalación de experimento

Se aplicaron los seis tratamientos incluyendo un testigo absoluto en las

mazorcas de cacao, con la edad de 30 días, aparentemente sano.

Estos frutos que previamente recibieron los tratamientos serán inoculación

artificial mediante la aspersión del patógeno M. roreri con la ayuda de un aspersor

“Devilbiss”. El inoculo se ajustó a una concentración de 100,000 conidias por ml y

finalmente se cubrió por 24 horas en una cámara húmeda (bolsa con papel toalla

húmeda en la base).

Se usó 21 plantas de cacao con su respectivo tratamiento, el cual varió en

dependencia de la disponibilidad de mazorcas sanas en la planta, procurando

tener varios tratamientos en una misma planta. El resultado de las mazorcas

muestreadas fueron 102.

c) Variables a evaluar y análisis estadístico

Las lecturas del experimento se efectuaron 90 días después de las

aplicaciones de campo (tratamientos y hongo). Se utilizó dos indicadores, los de

incidencia y severidad.

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La incidencia trata del número de individuos enfermos o sanos y la

severidad incluye mazorcas enfermas, tomando grados de infección tales como:

puntos aceitosos, clorosis, mancha chocolate, estroma productiva y esporulado

total (Enríquez et al. 1985).

Para determinar el efecto antagónico, se realizó la prueba de Dunnett para

comparar los tratamientos contra el testigo. Para definir el mejor tratamiento, se

evaluó por medio de la prueba de Duncan. Las dos pruebas fueron efectuadas

por el sistema estadístico SAS.

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5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

5.1. EXPERIMENTO EN EL LABORATORIO

El objetivo de los ensayos de laboratorio, fue observar el comportamiento

del hongo Moniliophthora roreri a la aplicación de los diferentes tratamientos, los

cuales son: EM, EM5, extractos de mazorca sana y enferma, y los filtrados de

cada uno de los tratamientos. Todos los tratamientos fueron aplicados con la

finalidad de exponer al patógeno a un ambiente de competencia y que interfiera

en su ciclo de vida.

5.1.1. Ensayo 1

En el experimento no se pudo establecer la edad del cultivo (medio de

cultivo) ni el periodo de latencia óptima. Se realizaron varias repeticiones tratando

de obtener una mejor germinación, se probaron con esporas jóvenes, maduras,

esporas de campo y esporas de laboratorio (cultivo), sin obtener resultados

satisfactorios o alguna diferencia con los resultados obtenidos.

De manera general el porcentaje de germinación del hongo M. roreri es

bajo ya que en ella inciden muchos factores que influyen de manera determinante

en el crecimiento y esporulación del hongo, que es afectado principalmente por

factores nutricionales y ambientales tales como el pH, temperatura, la luz, la

humedad, concentración de CO2 y O2, periodo de latencia, edad el cultivo entre

otros (Porras y Sánchez 1991: 23).

Experimentos comparativos demuestran que la edad del cultivo como el

periodo de latencia son uno los principales factores limitantes en la germinación

de esporas. Las esporas jóvenes y maduros dieron resultados que permitieron

establecer la gran diferencia entre ellos en relación con su habilidad germinatoria,

así como también establecer diferencias relacionadas con cada unos de los

factores citados anteriormente.

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Cuadro 1. Efecto de los microorganismos antagonistas sobre la germinación de esporas de M. roreri

Tratamientos Esporas Germinadas * % Germinación Lisis

Testigo 7 35 No

EM5 ( no filtrado) 3 15 No

EM ( no filtrado) 3 15 No

M. Sana ( no filtrado) 2 10 No

M. Enferma ( no filtrado) 0 0 No

EM5 (Filtrado) 4 20 No

EM (Filtrado) - - -

M. Sana (Filtrado) 3 15 No

M. Enferma (Filtrado) 2 10 No

-No se presentan datos por contaminación.

* 20 observaciones por tratamiento.

Según el cuadro 1, se pude observar que los tratamientos no filtrados de

EM5, EM y fermentos de mazorca sana y enferma, presentaron menor porcentaje

de germinación comparado con el testigo. Es decir la presencia de

microorganismos afecta la germinación del hongo M. roreri.

La ausencia de los microorganismos en los tratamientos filtrados de EM5,

EM y de mazorca sana y enferma, también presentan efecto antagónico,

disminuyendo el porcentaje de germinación de las esporas. Por otro lado, los

tratamientos filtrado y no filtrados no mostraron lisis causada por enzimas. El

efecto antagónico puede influir presentando cambios en: pH, competencia

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nutricional, antibióticos, enzimas y algunas sustancias inhibidoras del crecimiento

(Porras 1982: 13)

Estudios anteriores establecen que el pH óptimo para la germinación de

esporas de Monilia es de 6.0, debemos considerar que al aplicar cada uno de los

tratamientos el pH del medio de cultivo bajó a un pH de 3.8 –5.0, el cual pudo

influir de manera considerable en los resultados. Según los datos obtenidos, se

puede considerar que el mecanismos de efecto antagónico, por lo menos implica

el cambio de pH y algunas sustancias producidas por los microorganismos.

5.1.2. Ensayo 2

Cuadro 2. Efecto de los tratamientos filtrados sobre la supresión del micelio del hongo M. roreri bajo condiciones aeróbicas

Tratamiento Crecimiento del

micelio (mm) Significancia Estadística

Diferencia de las medias1

Significancia Estadística 2

Testigo 31.4

Filtrado EM5 20.0 * 11.4 A

Filtrado EM 22.7 * 8.7 B

Filtrado M. Enferma 24.1 * 7.3 B

Filtrado M. Sana 23.4 * 8.0 B

*diferencia significativa al 5% según Dunnett.

1: La diferencia entre medias

2: Las medias seguidas de la misma letra no difieren significativamente (P<005), según Duncan.

Para determinar el mejor tratamiento, se prosiguió a calcular la diferencia

del crecimiento del hongo M. roreri, entre un tratamiento y un testigo como

inhibición.

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Todos los tratamientos son diferentes al testigo, cualquier tratamiento

utilizado va ha influir en el crecimiento del hongo, según la prueba de Dunnett. Se

observa que el valor del tratamiento con filtrado de EM5 fue de 11.4 esto nos

indica que el producto más efectivo entre todos los tratamientos, ya que controló

mejor el crecimiento micelial del hongo.

El filtrado EM5 a diferencia del filtrado de EM es un fermento que proviene

de la mezcla de vinagre, alcohol, melaza y EM. Estos materiales, al ser pasados

por un proceso de fermentación, producen sustancias (ácido láctico, levaduras,

alcoholes, entre otros) que pudieron ayudar a controlar el crecimiento del micelio.

Se observó también que en condiciones aeróbicas el hongo presenta un mejor

crecimiento y vigorosidad.

Es importante mencionar que no solo los microorganismos presentes en el

EM, EM5 y demás fermentos, tiene un efecto en el crecimiento del hongo, sino

también los subproductos producidos durante el proceso de fermentación. Se

puede observar que los subproductos (filtrados) redujeron el crecimiento del

micelio.

Por otro lado, según estudios realizados por el ICA (s.f.), en Colombia,

aseguran que el pH así como también el medio de cultivo (agar) desempeña un

papel fundamental, que hace posible que el hongo pueda crecer en optimas

condiciones. El hongo puede crecer a un rango de pH entre 3.5 y 8.0, el desarrollo

micelial es más abundante a un rango de pH óptimo de 5.0 y 6.5. En cada uno de

los experimentos el pH del medio de cultivo (incluyendo tratamiento) se

encontraba a un rango de 3.5 – 6.0, a excepción del testigo que prestó un pH de

6.5. Por tal motivo en necesario considerar que el pH es uno de los factores que

pudo influir en el crecimiento del micelio. También es importante mencionar el pH

del medio de cultivo tiende a la alcalinidad a medida que se desarrolla el hongo.

Las condiciones nutricionales y físicas deben ser adecuadas que no afecten

el normal crecimiento del hongo. En el caso de M. roreri aún cuando se han hecho

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algunos experimentos sobre medios nutritivos, no se ha estudiado

sistemáticamente el efecto de estos sobre el crecimiento y esporulación. En la

actualidad solo se han probado medios a base de avena y V8 (Extracto de

vegetales), las cuales ayudan a promover el crecimiento del hongo. Los resultados

obtenidos en este experimento muestran claramente la importancia de definir un

medio de cultivo rico en nutrientes y que promueva el desarrollo del hongo, ya

que influyen de manera determinante en los resultados.

5.1.3. Ensayo 3

Cuadro 3. Efecto de los tratamientos sobre la inhibición del micelio M. roreri bajo condiciones aeróbicas

Tratamientos Crecimiento del micelio mm

Significancia Estadística *

Testigo 18

EM5 0 *

EM 0 *

M. Sana 0 *

M. Enferma 0 *

* Diferencia significativa al 5% según Dunnett.

De acuerdo al cuadro 3, se puede observar el efecto antagónico de

cada uno de los tratamientos con relación al testigo. El efecto antagónico en

notable ya que el crecimiento del hongo es de 0 mm hacia el tratamiento. Se

puede observar claramente la interacción entre los microorganismos en las

figuras, #1 y #2. El desarrollo del hongo muestra un crecimiento lateral,

demostrando de esta manera el efecto antagónico de cada tratamiento con

respecto al testigo.

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Figura 1. Efecto antagónico del EM5 sobre el hongo M roreri.

Figrura 2. Efecto antagónico (Testigo) sobre el hongo M roreri.

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5.1.4. Ensayo 4

Figura 3. Desarrollo del micelio bajo el método de doble capa durante 7 días de observación, en los diferentes tratamientos

En la figura 3, se observa el crecimiento micelial del hongo, en un periodo

de una semana, inicialmente el hongo presenta un crecimiento uniforme, se

observa que al tercer día el crecimiento se va diferenciando de acuerdo a cada

uno de los tratamientos. El testigo es el mayor crecimiento posee en comparación

con los demás tratamientos; el EM5 y el EM muestran un crecimiento similar. Los

tratamientos con M. sana y enferma fueron los que mejor controlaron el

crecimiento de hongo, pero es necesario mencionar que en estos tratamientos fue

muy difícil manejar la contaminación producida por microorganismos (bacterias)

provenientes de cada tratamiento.

Usando los datos de los últimos días de lectura, se realizó la prueba de

Duncan para determinar el mejor tratamiento.

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5 6 7

Testigo E.M 5 E.M 1 M. Enferma M. Sana

Dias

mm

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Cuadro 4. Análisis de varianza correspondientes al último de día de lectura, de los tratamientos y su efecto supresivo sobre el micelio del hongo M. roreri bajo condiciones anaeróbicas

Tratamiento Crecimiento del

micelio mm Significancia Estadística**

Diferencia entre medias 1

Significancia Estadística 2

Testigo 30.9

EM5 11.2 * 19.7 A

EM 9.9 * 21 B

Fermento M. Enferma

7.2 * 23.7 B

Fermento M. Sana 7 * 23.9 B

*diferencia significativa al 5%, según Dunnett

2 :Las medias seguidas de la misma letra no difieren significativamente (P<005)

1 : Diferencia entre medias = crecimiento micelial (testigo) – crecimiento micelial (tratamiento)

La prueba de Dunnett en el cuadro 4, indica que todos los tratamientos son

diferentes al testigo. Es decir, que los tratamientos EM5 y EM bajo condición

anaeróbica presentan efectos antagónicos sobre el crecimiento del hongo

patógeno.

Según Duncan en el cuadro 4, indica que el mejor tratamientos fue el EM,

seguida del EM5, no se consideran los tratamientos con fermentos de mazorca de

cacao por presentar problemas de contaminación.

El ambiente anaeróbico el experimento hizo posible que los tratamientos

con EM5 y EM incentivaran la formación de bacterias ácido lácticas, quienes

pudieron suprimir el desarrollo del micelio (Edens et al. 1997). El efecto de pH no

es considerable, ya que estudios anteriores muestran que el crecimiento del

hongo, no se ve afectado por esta variable.

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La metodología de la doble capa permite la presencia de bacterias en la

superficie de la segunda capa de agar, como se reporta en otro estudio realizado

(Wood 1997). La población de bacterias en la primera capa, no permite que el

tratamiento actúe sobre el hongo, ya que a las 24 horas ellas se expanden por

toda la caja pretri, imposibilitando la acción antagónica de los tratamientos.

En algunas cajas petri, se pudo observar que el micelio del hongo M. roreri

detenía su crecimiento, en contacto con una colonia de bacterias, con esta

experiencia es recomendable chorrear la segunda capa de agar unas horas

después de haber colocado la primera capa.

El efecto inhibitorio sobre el crecimiento micelial del hongo se da por

efectos de competencia por espacio físico, nutrientes y por la producción de

subproductos (toxinas o enzimas). Parece indicar que las bacterias que se

encuentran en la superficie del agar no son las que generan los productos

antagónicos si no que son los compuestos presentes en la primera capa

(tratamientos).

Los microorganismos presentes en cada uno de los tratamientos ( EM, EM5

y fermentos de mazorca de cacao sana u enferma), incrementan su población

microbiana y por ende la concentración de sustancias antagónicas (subproductos)

con el pasar del tiempo. Este proceso permite que se de el efecto supresivo hacia

el patógeno.

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5.2. EXPERIMENTO DE CAMPO

El objetivo de realizar el trabajo de campo, fue para observar la reacción del

hongo Moniliophthera roreri en presencia de los tratamientos de EM activado,

EM5, fermento de mazorca sana y fermento de mazorca enferma, mediante la

aplicación de inoculación artificial.

De acuerdo con los datos obtenidos en el cuadro 5, se observa que, el

mayor problema fitosanitario presente en las mazorcas, en orden descendente

pertenece a un 52% de mazorcas con Cherelle wilt, 41% con monilia, y 7% de

mazorcas sanas. El mayor porcentaje de mazorcas presentó el síntoma de

cherelle wilt, que es una Marchites fisiológica causada por la competencia que

ocurre entre las mazorcas grandes y los nuevos brotes, principalmente por

alimentación que proporciona el árbol (Porras y Sánchez 1991: 24).

Además, se observa que el tratamiento 1, representa las condiciones

naturales de la parcela en donde se realizó la investigación de campo, la cual da

referencia a la existencia de una alta presión de inoculo, demostrado en la no

presencia de mazorcas sanas. Los datos del T1, se asemejan al T2 (testigo), el

cual presentó un 100% de incidencia. Las características o indicadores de

incidencia resultados de la recopilación de datos de campo, representados en

valores de porcentaje, pueden observarse en el anexo como figuras uno (1), dos

(2), tres (3) y cuatro (4).

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Cuadro 5. Observación de mazorcas que presentan el síntoma de marchites fisiológica “Cherelle wilt” en el campo a 90 días después de iniciada el experimento

Código Tratamiento Cherelle wilt (%) Sano (%) Monilia (%)

T1 Inoculación natural 59 0 41

T2 Testigo (inoculación

artificial)

47 0 53

T3 EM 35 24 41

T4 EM5 53 12 35

T5 Fermento M. Sana 47 6 47

T6 Fermento M. Enferma 71 0 29

Promedio 52 7 41

El efecto de los tratamientos fue evaluado mediante un análisis de varianza

y la prueba de Duncan para la comparación de los promedios, utilizando los datos

de mazorcas sanas y enfermas con monilia.

Los datos del cuadro 1 del anexo contiene información de un análisis de

varianza, el cual demuestra diferencia significativa entre plantas. Es decir, existe

diferencia entre plantas en cuanto a la respuesta en la inoculación artificial del

patógeno. Esto se debe a que los tratamientos fueron aplicados a diferentes

híbridos y por consiguiente presentaron diferente resistencia a la enfermedad.

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Aunque no se presentó diferencia significativa entre los tratamientos en el

análisis de varianza, si se encontró diferencias entre algunos de ellos según la

prueba de Duncan.

Cuadro 6. Efecto de los tratamientos en el grado de infección de monilia, según la prueba de Duncan

Código Tratamientos Severidad Significancia estadística **

T2 Testigo (inoculación artificial) 6.0 A

T6 Fermento M. Enferma 6.0 A

T5 Fermento M. Sana 5.11 AB

T4 EM5 4.50 BC

T3 EM 3.81 C

** Severidades que presentan la misma letra no son significativamente diferentes.

Los tratamientos con EM y EM5 tuvieron un mejor comportamiento

supresivo a la infección con monilia según la prueba Duncan. Los tratamientos T5

y T6 no demostró diferencia con el testigo. Estos resultados coinciden con los

resultados obtenidos en laboratorio, en cuanto a la diferenciación o significancia

estadística que presentan los tratamientos con EM y EM5 en relación con los otros

tratamientos, además, de acuerdo a un análisis cualitativo personalizado, se pudo

saber por medio de estudios anteriormente realizados revelan que se logró

obtener esta diferenciación de tratamiento (EM y EM5), principalmente del efecto

positivo que causa el EM5.

Se conoce que una de los principales microorganismos presentes en el EM

son las levaduras, actinomicetes, bacterias fotosintéticas y las bacterias ácido

lácticas entre otras. Esta última son las que producen ácido láctico a partir de

azúcares y carbohidratos producido por bacterias fotosintéticas y levaduras. Se

cree que uno de los microorganismos que han dado respuestas positivas a los

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tratamientos con EM y EM5, es la presencia de ácido láctico, ya que produce

sustancias antibacteriales (antibióticas), consideradas como inhibidores de

patógenos, demostrado en la habilidad que ha tenido en suprimir la propagación y

actividad de Fusarium (microorganismos que causa altos daños en diferentes

cultivos (APNAN 1995).

Las sustancias antibióticas u orgánicas producidas por microbios,

deterioran el crecimiento y actividad metabólica de otros microorganismos

(hongos, levaduras, bacterias etc.) provocando así cambios morfológicos en las

células de los hongos y a veces previenen la germinación de esporas, acción que

posiblemene resultó de las pruebas de laboratorio y campo.

A parte de los ácidos lácticos, también existe una serie de componentes

dentro de los cuales se incluyen carbohidratos, aminoácidos, antibióticos y

sustancias fenólicas, que toman un rol importante en la inhibición/estimulación del

crecimiento de patógenos. Los microorganismos eficaces (EM y EM5), también

secretan o proveen de aminoácidos, carbohidratos, variedad de vitaminas y

hormonas a las plantas. Los contenidos de aminoácidos y carbohidratos están

correlacionados con la susceptibilidad y resistencia a enfermedades (Andel 1965 ).

La producción de aminoácidos, que secreta el EM pudo tener un efecto en la

inhibición de la producción de enzimas de patógenos (hongos) que funcionan

degradando las paredes celulares de frutos. El efecto es fungistático, pero no

mata, tan sólo reduce el desarrollo patogénico.

Al aplicar los microorganismos eficaces, es posible crear una barreara

física, el cual es importante como mecanismo de defensa, ya que puede prevenir

la penetración de patógenos o prevenir mediante la producción de sustancias

inhibidoras. Estas sustancias inhibidoras pueden ser producidas por la cutícula de

la fruta o por el EM aplicado o una relación de ambos. La cutícula o sus

propiedades están relacionadas con la resistencia o susceptibilidad a patógenos,

que depende en gran mayoría del tipo de planta o su capacidad inhibidora.

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La presencia de resistencia de las plantas, está relacionada con la cantidad

de fenoles que poseen, ya que las plantas resistentes tienen más fenoles o

polifenoles que las susceptibles. Los fenoles o componentes fenólicos,

particularmente la oxidación de esto poseen efectos inhibidores en la producción

de enzimas de patógenos que destruyen la pared celular (Mehta y Mehta 1979).

.

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41

6. CONCLUSIONES

De acuerdo con los resultados obtenidos en la evaluación de los diferentes

tratamientos en laboratorio, se demostró el efecto supresivo de los

microorganismos eficientes EM, EM5 y fermentos preparados a partir de EM,

sobre el patógeno Moniliophthora roreri en el cultivo de cacao.

Los tratamientos con EM5, EM y sus fermentos presentaron alta capacidad

antagónica sobre la germinación de esporas del patógeno y el crecimiento del

micelio bajo condición aeróbica y anaeróbica in vitro.

No solo los microorganismos tienen efecto sobre el desarrollo del hongo, sino

que, también los subproductos (filtrados) que intervienen y reducen de manera

considerable el desarrollo del patógeno. Esto indica que en los EM, EM5 y los

fermentos existen sustancias inhibidoras del crecimiento del patógeno.

De igual manera, los resultados en las prácticas de laboratorio, los

tratamientos con EM y EM5, fueron los tratamientos que presentaron una alta

capacidad antagónica en el campo, aunque se encontró diferencia estadística

entre las plantas en cuanto a la resistencia de la enfermedad.

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7. RECOMENDACIÓN

Se recomienda que durante la elaboración del experimento de campo, que

se tome en consideración los siguientes:

La selección de la planta o híbrido a utilizar, es un factor que incide en gran

medida en la eficiencia del tratamiento.

Para efectos de las frecuentes pérdidas de fruto por marchites fisiológica o

Cherell wilt, se recomienda realizar mayor número de repeticiones al momento de

realizar cualquier estudio con el cultivo de cacao.

La toma de datos en función del tiempo, es una buena opción para poder

observar incremento de desarrollo de la enfermedad de monilia en las mazorcas

infectadas.

Es muy importante evaluar el efecto de EM y EM5 sobre la monilia con la

presión de inoculo natural y determinar la concentración y frecuencia de la

aplicación.

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8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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9. ANEXOS

Cuadro 1 . Análisis de varianza para el efecto de los tratamientos con la severidad de moniliasis.

Fuente GL Suma de Cuadrados

Cuadrado medio

Valor de F

Probabilidad

Planta 16 179.7048 11.2315 9.01** < 0.0001

Tratamiento 4 2.2674 0.5668 0.46 NS 0.7649

Error 21 25.9326 1.2348

Total 41 16.0233

**: Valor significativo

NS: Valor no significativo

Figura 1. Mazorcas sana, resultante del experimento.

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0

Figura 2. Mazorca con síntoma de marchites

Figura 3. Mazorca con esporulado total

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Figura 4. Mazorca son síntomas de estroma productivo