Efecto de la sombra del café y el manejo sobre la incidencia, severidad, cantidad de inóculo y dispersión de Hemileia vastatrix en Turrialba, Costa Rcia

Abstract

En la pasada epidemia de roya del 2012, se sugirió que los cultivos bajo sombra fueron menos afectados en la producción que los que estaban a pleno sol. Sin embargo la sombra no tiene efectos claros sobre el control de enfermedades, y se ha observado que la roya anaranjada es una de los más controversiales. Se ha mencionado que la sombra tiene efectos complejos y opuestos sobre diferentes procesos del ciclo de vida de la roya. Con el fin de esclarecer el efecto de la sombra sobre los procesos preinfecciosos, colonización, esporulación y dispersión, se realizaron dos estudios por un periodo de 12 meses. En el primero, se estudiaron los efectos de tres niveles de sombra (Chloroleucon eurycyclum + Erythrina poeppigiana; Erythrina poeppigiana y pleno sol) combinados parcialmente con tres intensidades de manejo agronómico (convencional con fungicida y sin fungicida, y orgánico). Esto da 6 tratamientos, sobre la incidencia, severidad y producción de esporas de roya. En el segundo, se estudió el efecto de la sombra (Chloroleucon eurycyclum-Erythrina poeppigiana) comparado con el pleno sol sobre la dispersión en seco de las esporas de roya y su relación con variables meteorológicas. Ambos estudios se desarrollaron en Turrialba, Costa Rica, a 600 msnm. En el primer estudio fueron analizados el porcentaje de hojas enfermas, el porcentaje de área enferma, la cantidad de inóculo producido, el área bajo la curva de progreso de la enfermedad (en hojas enfermas y área enferma), el porcentaje de micoparasitismo por Lecanicillium lecanii, el porcentaje de crecimiento y defoliación, así como la carga fructífera del hospedero. Se utilizaron modelos lineales generales y mixtos. Adicionalmente, para ver el efecto de la sombra y del manejo agronómico, se realizaron pruebas de contrastes, donde uno de los dos factores (sombra, manejo agronómico) era fijo y el otro variaba. Para la dispersión se realizaron 35 monitoreos utilizando trampas Burkard. Para analizar el efecto de los factores de interés, sobre la dispersión de esporas en seco, se utilizó en un modelo lineal generalizado mixto (GLMR) con distribución Poisson. Ante una igual carga fructífera, la sombra favorece la roya posiblemente por condiciones de microclima favorables. La sombra densa presenta así mayor intensidad de roya que el pleno sol con incidencias máximas de 94.5% y 74.8%, severidades máximas de 3.6% y 1.92%, cantidades máximas de inóculo de 296.181 y 118.703 esporas por rama respectivamente. La sombra media con manejo orgánico tiene menor intensidad de epidemia que la sombra densa, con incidencias máximas de 72.0% y 82.5%, severidades máximas de 1,2% y 3.6%, cantidades de inóculo máximas de 100 444 y 124 259 esporas por rama respectivamente. La sombra densa favorece más la actividad reguladora de Lecanicillium lecanii sobre roya que una sombra media con parasitismo promedios de 8.9% y 4.6% respectivamente, en un manejo orgánico. Y la sombra media favorece más que pleno sol con parasitismo promedios de 8.3% y 4.3% respectivamente, en manejo convencional sin fungicidas. Este efecto es más evidente hacia el final de la epidemia. Condiciones microclimáticas propicias y abundancia de roya podrían explicar la abundancia de este regulador natural de la roya hacia el final del año. La epidemia de roya se reduce a través de ese efecto regulador. En condiciones normales de producción, la sombra puede también reducir la intensidad de la epidemia al regular la carga fructífera. El manejo con fungicidas controla la roya en el primer semestre del año, pero al final de año se invierte la tendencia. Entonces es más intensa la epidemia en el manejo con fungicida que en el manejo orgánico, con incidencias máximas de 94.5% y 82.5%, cantidades máximas de inóculo de 296 185 y 124 259 esporas por rama, respectivamente. Al comparar el manejo con un fungicida (cobre) y con dos fungicidas (cobre + sistémico), observamos que a mayor uso de fungicidas se desfavorece más a L. lecanii con 8.9% y 3.7% de parasitismo respectivamente. La sombra en presencia de mucha lluvia favorece la dispersión en seco de las esporas de roya, hasta 3.7 veces más que el pleno sol. La sombra posiblemente intercepte la lluvia, contribuya a formar gotas gordas, las cuales impactan fuertemente en hojas de café enfermas, lo que libera las esporas. Esto se da seguramente porque la sombra estudiada tiene una altura a la intercepción de la copa, comprendida entre 13 a 15 metros, la cual permite que las gotas adquieran energía cinética importante. En tiempos posteriores y cercanos a una lluvia, se observa mayor dispersión (0.17 veces más) bajo sombra que a pleno sol, posiblemente porque las esporas fueron lavadas por la lluvia al pleno sol. Cuando aumenta el tiempo (horas) sin lluvia, este efecto se invierte, y es entonces mayor la dispersión al sol con 0.17 veces más. La sombra intercepta el viento en ausencia de lluvia, por lo que desfavorece la dispersión, en comparación con el pleno sol. La dispersión en seco, cuando no llueve, a través del viento, es limitada comparada con la dispersión en seco derivada de los impactos de las gotas de lluvia de 0.6 y 3.3 esporas por m-3 de aire, respectivamente. Se concluye que la sombra densa tiene efectos opuestos sobre la roya: favorece procesos preinfecciosos, colonización y esporulación de la roya, pero también regula la carga fructífera, favorece a L. lecanii y puede reducir la dispersión al interceptar el viento. El balance de estos efectos es difícil de estimar y puede variar en función del clima, del tipo de copa y la altura de la sombra. El manejo con fungicidas también tiene efectos opuestos sobre la roya. Controla la roya pero al mismo tiempo elimina su controlador natural. Sin embargo no se puede asegurar que el control natural y tardío por L. lecanii en el manejo orgánico sea suficiente para evitar pérdidas de la producción.

In the 2012 coffee rust epidemic, it was suggested that the plants cultivated under shade were less affected than the ones at full sun exposure. However, successful control of disease by cultivating under shade remains very controversial and all the more for coffee rust. Indeed it has been regularly mentioned that shade presents complex and opposed effects on the different processes of the coffee rust life cycle. Two experiments of 12 months duration were undertaken aiming at clarifying the effects of shade on pre-infectious processes, colonization, sporulation and dispersion of coffee rust. The first experiment studied the effects of three different levels of shade (Chloroleucon eurycyclum + Erythrina poeppigiana; Erythrina poeppigiana and full sun) partially combined with three agronomic management strategies (conventional with fungicides and with no fungicides, and organic) (six treatments in total) on disease incidence, severity and spores production. The second experiment studied the effect of shade (Chloroleucon eurycyclum+Erythrina poeppigiana), compared to full sunlight exposure, on the dry dispersal of coffee rust and its relation with climate variables. Both studies were undertaken in Turrialba, Costa Rica, at 600 masl. The first study was focused on the analysis of the percentage of infected leaves and infected area, the quantity of inoculum, the area under the disease progress curve (on infected leaves and area), the percentage of mycoparasitism by Lecanicilium lecanii, the host growth and defoliation percentages and fruit load. Statistical analysis consisted in a generalized linear mixed model. In addition, to study the effect of types of shade as well as the agronomical managements, contrast analyses in which one of the two factors was fixed (management or shade) and the other varied were used. The study of dispersion consisted in 35 monitoring using Burkard traps. The statistical analysis used a generalized mixed linear model with a Poisson log-link. In the situation of an equal fruit load, shade facilitates the development of coffee rust possibly because of more favorable microclimate conditions. Dense shade shows greater coffee rust intensity compared to full sunlight exposure with maximum incidence rates of 94.5% and 74.8%, maximum severity rates of 3.6% and 1.92% and maximum inoculum quantities of 100 444 and 296 185 spores per branch respectively. Medium shade with organic management shows lesser epidemic intensity compared to dense shade, with maximum disease incidence rates of 72.0% and 94.5%, maximum disease severity rates of 1.94% and 3.6%, maximum inoculum quantities of 100 444 and 296 185 spores per branch respectively. Dense shade favors more the regulation activity of L. lecanii on coffee rust than medium shade with average parasitism rates of 8.9% and 4.6% respectively, in organic management. On the other hand medium shade favors more parasitism by L. lecanii than full sunlight exposure with medium parasitism rates of 8.3% and 4.3% respectively, under conventional management with no fungicides. This effect is all the more obvious at the end of the epidemic. Favorable microclimate conditions and coffee rust abundance might explain the presence of this natural regulator at the end of the year. In normal production conditions, shade also reduces epidemic intensity by the regulation of fruit load. The treatment with fungicides controls coffee rust in the first part of the year, but a reversed tendency is observed at the end of the year as the epidemic appears then more intense in the management with fungicides than in organic; the disease incidence rates being respectively of 94.5% and 82.5% and the inoculum quantities of 296 185 and 124 259 spores per branch. When comparing two management strategies (the application of one fungicide (copper) and two fungicides (copper + systemic)), it appears that a reduced used of fungicide favors the development of L. lecanii with 8.9% and 3.7% of parasitism respectively. Conditions of heavy rainfall induce up to 4.2 times more dry dispersion of coffee rust in dense shade than in full sunlight exposure. Shade seems to intercept rainfall, therefore generating larger drops of water that impact heavily the coffee leaves and liberate the spores. This is surely explained by the shade cover height, between 13 and 15 meters high, which enables the water drops to acquire an important kinetic energy. A 0.17 increased dispersion is observed under shade compared to full sunlight exposure after rainy periods. This difference is possibly due to the washing of spores by rain in full sunlight. When the number of accumulated hours without rain increases, the opposite effect is observed, with a 0.17 increased dispersion in full sunlight exposure. This is explained by the interception of wind in absence of rainfall that therefore reduces the dispersal in dense shade compared to full sunlight exposure. The dry dispersal of coffee rust by wind gust is less important than the dispersal induced by the water drop impacts; respectively 0.6 and 3.3 spores.m-3of air. We conclude that dense shade presents opposed effects on coffee rust: it favors preinfectious processes, colonization and sporulation but regulates fruit load, favors L. lecanii and may reduce dispersal by intercepting wind gusts. It is difficult to balance these effects and the balance may vary according to climatic conditions and shade cover and/or height. The management using fungicides also shows opposed effects on coffee rust as it controls it but also kills its natural enemy. However it is not possible to ensure that the natural control operated by L. lecanii in organic management, will be sufficient to avoid yield loss.