Nuevo programa de control integrado de plagas y enfermedades en el cultivo de cerezo para reducir el uso de plaguicidas

Resumen

En este trabajo se ha desarrollado un programa de manejo integrado de las principales enfermedades y plagas del cerezo en España (MIP Nuevo) con el fin de reducir el uso de plaguicidas. 

Este MIP Nuevo incluye estrategias no químicas tales como el uso de productos biológicos contra enfermedades y capturas masivas de plagas. 

Además, se ajustó el momento y número de aplicaciones de plaguicidas según umbrales de daño y se diseñó un modelo predictivo de enfermedades basado en factores climáticos. Se comparó el MIP Nuevo, en huertos comerciales de las principales zonas productoras de cereza de España (Aragón y Extremadura), con la gestión integrada que se suele realizar en estas zonas (a partir de ahora MIP Estándar). 

Además, se desarrolló un método analítico multiresiduos para la determinación de residuos de plaguicidas en cerezas. El número de aplicaciones, ingredientes activos utilizados y niveles de residuos en fruta se redujeron de manera significativa con este MIP Nuevo sin afectar a la efectividad del control de las principales enfermedades de la cereza (podredumbre parda, cribado y antracnosis) y plagas (mosca de la cereza, drosófila de alas manchadas y pulgón negro del cerezo). 

A nivel global, no se observaron diferencias significativas en la abundancia y diversidad de microorganismos en flores y frutos ni en los artrópodos beneficiosos que habitan en el suelo y la copa de los árboles entre los dos tipos de manejo, aunque se observaron algunos efectos positivos de este MIP Nuevo en algunos grupos de enemigos naturales.

Introducción

España ocupa la quinta posición mundial en superficie cultivada de cerezos, por detrás de Turquía, Chile, Estados Unidos e Italia. 

De acuerdo al Anuario de Estadística Agraria del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación del año 2019; la superficie cultivada de cerezo en España asciende a 27.500 ha, donde Extremadura y Aragón ocupan más del 60 % de la superficie, con una producción de cereza de 36.233 y 32.859 t, respectivamente. Las enfermedades y plagas afectan a la producción de cerezas en ambas áreas.

Las enfermedades del cerezo causadas por hongos más importantes en España son la podredumbre parda (BR), el cribado (CSH) y la antracnosis (CLS), debidas a Monilinia laxa (Aderh. & Ruhland), Stigmina carpophila (Lév.) M. B. Ellisand y Blumeriella jaapii (Rehm) Arx, respectivamente. 

Las plagas más dañinas del cerezo en España son la mosca de la cereza (Rhagoletis cerasi (L.)), la drosófila de alas manchadas (Drosophila suzukii (Matsumura)), y el pulgón negro del cerezo (Myzus cerasi (F.))

Las hembras de R. cerasi ponen sus huevos debajo de la cutícula de la cereza y las larvas se alimentan en el mesocarpio, depreciando totalmente el fruto. El nivel de tolerancia para el mercado es solo del 2 % de la fruta infestada por R. cerasi y, en ausencia de un control adecuado, toda la producción puede perderse.

Figura 1. Principales plagas y enfermedades del cerezo en España. Plagas (arriba y de izquierda a derecha): mosca de la cereza (Rhagoletis cerasi), drosófila de alas manchadas (Drosophila suzukii), pulgón negro del cerezo (Myzus cerasi). Enfermedades (abajo y de izquierda a derecha): podredumbre parda (Monilinia spp.), antracnosis (Blumeriella jaapii) y cribado (Stigmina carpophila).

Las enfermedades y plagas del cerezo se han tratado tradicionalmente con productos de contacto, de ingestión o sistémicos, durante la temporada de crecimiento desde principios de primavera hasta cerca de la cosecha. En consecuencia, el seguimiento de los niveles de residuos de plaguicidas químicos en los campos de cerezos es fundamental para garantizar el cumplimiento de los límites máximos de residuos (LMR). 

La Comisión Europea publicó en 2020 la estrategia ‘de la granja a la mesa’ que permitirá la transición hacia un sistema alimentario sostenible que salvaguarde la seguridad alimentaria y garantice el acceso a dietas saludables de un planeta saludable. 

Además, esta estrategia reducirá la huella ambiental y climática del sistema alimentario y fortalecerá su resiliencia, protegiendo la salud de los ciudadanos y garantizando el sustento de los operadores económicos.

El objetivo de este estudio fue intentar reducir los tratamientos con plaguicidas en el cultivo del cerezo. Con este objetivo, en 2021 se realizaron ensayos de campo comparando tanto la eficacia como los niveles de plaguicidas en fruto del manejo integrado de plagas y enfermedades habitualmente aplicado por los productores de cereza (MIP Estándar), con un nuevo programa de manejo integrado (MIP Nuevo). 

Este MIP Nuevo se implementó incluyendo estrategias de control no químico, ajustando los tiempos de aplicación de plaguicidas y adaptando el MIP Estándar a posibles futuras restricciones en el uso de algunos plaguicidas. 

Además, se desarrolló un método multiresiduo, basado en la técnica QuECherS para la extracción de los compuestos de la cereza y LC-ESI-MS/MS para la detección y cuantificación de los residuos, con el fin de comparar los niveles de residuos de plaguicidas en frutos de cereza en cosecha tanto en el MIP Estándar como en el MIP Nuevo.

Metodología

Para los ensayos de campo se seleccionaron huertos de cerezos representativos de las principales zonas productoras de cereza en España (Aragón y Extremadura). 

En el margen derecho del río Ebro (La Almunia de Doña Godina, Zaragoza), se seleccionaron cuatro huertos y se dividieron en dos parcelas de al menos 400 m², y en cada una de estas parcelas se llevó a cabo uno de los dos programas de manejo (MIP Nuevo y MIP Estándar). 

En el Valle del Jerte (Cáceres), principal zona productora de cerezas de Extremadura, el tamaño de los huertos de cerezos es generalmente insuficiente para aplicar ambos programas de manejo en un mismo huerto, por lo que se seleccionaron cuatro pares de huertos (con al menos 400 m² cada huerto). Cada programa de MIP se llevó a cabo en uno de los huertos del par, que estaban situados lo más cerca posible entre sí y tenían similares características ambientales y variedades de cereza.

Se realizó una revisión de las herramientas de control y prevención de las principales plagas y enfermedades, que incluían seguimiento, prácticas culturales, métodos de control físico, métodos de control biológico, otros métodos no químicos como el trampeo masivo, y métodos de control químico. Las enfermedades del cerezo, en ambas zonas del cultivo, se estimaron mediante modelos matemáticos. 

La incidencia del cribado y la antracnosis fue estimada basándose en la media diaria de temperatura y periodo de humectación, mientras que la incidencia de la podredumbre se estimó según el número de días consecutivos en los que la humedad relativa era superior al 80 % para el periodo crítico para el desarrollo de la enfermedad

Los fungicidas químicos solo se aplicaron cuando se superaron los valores umbrales dando siempre prioridad al uso de fungicidas biológicos y fungicidas químicos con bajo riesgo de resistencia.

En el MIP Nuevo se priorizaron los métodos preventivos y el uso de métodos de control no químicos para el control de las plagas. De esta manera, en aquellas parcelas con alta incidencia de R. cerasi y D. suzukii, se llevó a cabo un trampeo masivo de estas plagas. 

Los insecticidas químicos solo fueron aplicados cuando se superaron los valores umbrales, dando siempre prioridad al uso de insecticidas selectivos frente a los residuales. Para el control de la mosca de la cereza se optó por aplicaciones cebo frente a la pulverización generalizada de todo el follaje.

La Tabla 1 muestra las prácticas de manejo aplicadas para el control de las plagas y enfermedades en los ensayos comparativos de las diferentes estrategias de MIP.

La incidencia de las enfermedades fue monitorizada mensualmente desde floración a cosecha en 10 árboles de cada una de las parcelas de estudio en ambas áreas. 

La incidencia fue medida como porcentaje de hojas/fruto con enfermedad por árbol y parcela en cada día de muestreo. Se calculó el área por debajo de la curva de progreso de la enfermedad en cada modelo de MIP

La evaluación final de los daños causados por R. cerasi y D. suzukii se llevó a cabo justo antes de la recolección para determinar la eficacia de las estrategias de manejo. En cada una de las parcelas de ensayo se tomaron un mínimo de 200 cerezas de al menos 10 árboles diferentes y se examinaron al estereomicroscopio para identificar la presencia de daños causados por alguna de dichas plagas.

Se evaluó el efecto del MIP Nuevo en la biodiversidad de microorganismos y en la abundancia y diversidad de artrópodos no objetivo, frente al MIP Estándar. Los microorganismos fueron medidos mediante cuantificación de la concentración de DNA genómico y mediante la medición de unidades formadoras de colonias en medio de cultivo.

La evaluación del efecto de los dos MIPs sobre las poblaciones de artrópodos no objetivo, se realizó mediante muestro de poblaciones de artrópodos, usando el método de muestreo de golpeo/agitado de ramas para los artrópodos de la copa de los cerezos y trampas de gravedad para los del suelo (Figura 2).

Figura 2. Métodos de muestreo de artrópodos utilizados para estudiar el efecto del manejo del cultivo sobre la abundancia y diversidad de artrópodos: golpeo/agitado de ramas (izquierda) y trampas de gravedad o ‘pitfall’ (derecha).

Se desarrolló y validó un método multiresiduos basado en cromatografía líquida con detección de espectrometría de masas con triple cuadrupolo e ionización mediante electrospray para la detección de las siguientes sustancias activas: acetamiprid, deltametrina, difenoconazol, dodina, fempirazamina, spinosad, fluopiram, tebuconazol, sulfoxaflor, lambda-cihalotrin, spirotetramat, boscalida, piraclostrobin y fenbuconazol.

La incidencia de las enfermedades y plagas monitorizadas en ambos tipos de manejo fue analizada estadísticamente mediante ANOVA o t-test usando el programa estadístico Statgraphics Centurion XVI (version 16.1.03 The Plains, VI, USA).

Resultados

La incidencia estimada de la antracnosis muestra dos picos de incidencia, uno en abril y el segundo en junio, en ambas zonas (Figura 3 a, d). La incidencia estimada del cribado en ambas zonas de cultivo del cerezo fue inferior al 7 % a lo largo de la temporada de crecimiento (Figura 3 b, e). Por su parte, la incidencia estimada de podredumbre fue mayor en Aragón que en Extremadura (Figura 3 c, f).

Las estimaciones de las enfermedades siempre fueron superiores a las enfermedades observadas tras las aplicaciones en ambos MIPs, no encontrándose diferencias entre los campos (Figura 3a-f), excepto en la parcela C3 en Aragón (Figura 3b). En las parcelas del MIP Nuevo se aplicó un menor número de fungicidas químicos que en las del MIP Estándar. 

El MIP Nuevo implica la pulverización de fungicidas solo cuando las condiciones climáticas son propicias para la infección fúngica en la superficie de las cerezas, utilizando principalmente productos biológicos con periodos críticos secos, minimizando el número de aplicaciones y materias activas fungicidas e intentando una gestión adecuada de las mismas para evitar posibles resistencias (Tabla 1). Solo se aplicaron fungicidas químicos tras la aparición de lluvias frecuentes en el mes de abril.

No se observaron diferencias significativas en la diversidad de microorganismos (hongos filamentosos, levaduras y bacterias) sobre la superficie de las cerezas estimada por cuantificación de ADN o unidades formadoras de colonias, entre el MIP Nuevo y el MIP Estándar.

Figura 3. Área bajo la curva de progreso de la enfermedad (AUDPC) para antracnosis (Blumeriella jaapii) (a, d), cribado (Stigmina carpophila) (b, e) y podredumbre parda (Monilinia spp.) (c, f), estimadas mediante modelos matemáticos y observadas después de los dos manejos integrados (MIP Estándar y MIP Nuevo) en las parcelas (C1, C3 y C4) de Aragón (a, b, c) y en las parcelas (C1, C2, C3 y C4) de Extremadura (d, e, f). Los datos son la media de diez árboles de cada parcela desde la floración hasta la cosecha. 

En las parcelas del MIP Nuevo solo se aplicaron insecticidas cuando se superaron los umbrales preestablecidos, dando prioridad a los productos más selectivos y con menos residuos. En el caso de la mosca de la cereza, se prefirió la aplicación de cebos a la pulverización de todo el follaje (Tabla 1). Por otro lado, en aquellas parcelas asignadas al MIP Nuevo que tenían antecedentes de alta incidencia de R. cerasi y D. suzukii se aplicó la técnica de trampeo masivo de forma preventiva contra estas plagas (Figura 4).

Figura 4. Dispositivos empleados para la captura masiva de R. cerasi (izquierda) y D. suzukii (derecha)).

No fue necesario aplicar ningún insecticida contra la mosca de la cereza en las parcelas del MIP Nuevo, ya que no se superaron los umbrales

Únicamente se actuó de forma preventiva contra esta plaga mediante la aplicación de trampeo masivo en las parcelas con mayor historial de daños. La incidencia final de mosca de la cereza (porcentaje de frutos dañados) fue baja en las parcelas de ensayo de Aragón (≤0,55 %) y algo superior en las de Extremadura (≤2 %) (Figura 5). 

Por otra parte, los porcentajes de frutos dañados por esta plaga no fueron significativamente diferentes entre los dos MIPs en ninguna de las dos zonas de ensayo.

Figura 5. Daños observados de R. cerasi en las parcelas de capturas masivas y manejo convencional en los ensayos de Aragón y Extremadura.

No se encontraron frutos atacados por D. suzukii en las parcelas de ensayo hasta el momento de la madurez del fruto, por lo que en las parcelas del MIP Nuevo no se aplicó ningún insecticida hasta ese momento.

Sin embargo, tanto en la parcela del MIP Nuevo de Extremadura donde se aplicó trampeo masivo como en su parcela control de MIP Estándar, se registraron algunas capturas de adultos en las trampas inspeccionadas (13,75 y 4,17 adultos por trampa, respectivamente, acumulados hasta la madurez comercial). 

Posteriormente, en la parcela del MIP Nuevo de Extremadura, las capturas de D. suzukii y el porcentaje de frutos atacados aumentaron enormemente en cerezas sobremaduradas que no habían sido recolectadas por estar afectadas por rajado. En este momento se realizó un tratamiento con spinosad en esta parcela para evitar la propagación de la plaga a otras variedades más tardías (Tabla 1).

Los tratamientos con polisulfuro de calcio en el momento del hinchado de las yemas, utilizados en el MIP Nuevo, impidieron en general de manera eficaz la proliferación del pulgón negro del cerezo y solo fueron necesarios tratamientos insecticidas localizados en algunas ramas o árboles. 

En las parcelas de MIP Estándar, se aplicó un tratamiento insecticida (deltametrina) en el momento del hinchado de las yemas y fue necesario otro al final de la primavera (deltametrina, sulfoxaflor o acetamiprid) en algunas parcelas (Tabla 1).

Todos los grupos de artrópodos de la copa considerados (artrópodos totales, artrópodos no objetivo y enemigos naturales) fueron mucho más abundantes en los cerezos de Extremadura que en los de Aragón 

El número de familias de artrópodos capturados también fue mucho mayor en los cerezos extremeños. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en ninguno de estos parámetros entre los dos MIPs en ninguna de las zonas de ensayo.

Las capturas de todos los grupos de artrópodos del suelo y el número de familias por muestra fueron también siempre superiores en las parcelas de Extremadura. 

Por otro lado, al comparar los dos MIPs, solo se encontraron diferencias significativas para los enemigos naturales capturados en las trampas de gravedad colocadas en las parcelas de Aragón (349,0 ± 30,4 ejemplares totales en MIP Estándar frente a 443,0 ± 28,7 en MIP Nuevo) (Figura 6).

Figura 6. Abundancia de enemigos naturales de la copa y del suelo en las parcelas de cerezos con manejos MIP Estándar y MIP Nuevo en los ensayos de Aragón y Extremadura.

Con el fin de analizar y cuantificar las sustancias activas de origen químico que se aplicaron en ambas zonas de muestreo, se desarrolló un método multirresiduo mediante HPLC-MS/MS. La validación del método se realizó siguiendo la guía SANTE/2020/12830, obteniéndose buenos resultados respecto a linealidad (r2 ≥ 0.99), recuperaciones entre 74 y 104 % con RSD < 9 % y LOQ considerablemente menores que los LMR establecidos por las autoridades regulatorias.

Con el citado método se analizaron las muestras de frutos recogidos en el momento óptimo de cosecha en las distintas parcelas de ensayo de Extremadura y Aragón. En la figura 7 se muestran los resultados de las concentraciones máximas obtenidas de cada compuesto analizado, tanto en el MIP Estándar como en el MIP Nuevo en Extremadura y Aragón.

En ambas zonas, Aragón y Extremadura, se disminuyó el número de sustancias aplicadas alcanzándose una reducción de hasta del 50 % en Aragón y hasta del 70 % en Extremadura.

Es importante destacar que el menor uso de sustancias activas no implicó una mayor dosis de aplicación ya que los resultados mostraron concentraciones del mismo orden de magnitud en ambos MIP. En general se puede decir que las concentraciones detectadas de todos los compuestos químicos están un orden de magnitud por debajo de sus respectivos LMRs. 

El compuesto detectado con una concentración mayor fue el fungicida fluopiram en Aragón (0,284 mg/kg) siendo el LMR establecido para esta sustancia de 2 mg/kg. Con respecto al resto de sustancias, sus concentraciones variaron desde 0,0014 mg/kg la más baja (deltametrina) hasta 0,0651 mg/kg (difenoconazol), siendo sus LMR de 0,1 y 0,3 mg/kg respectivamente.

Figura 7. Concentración máxima (mg/kg) de residuos de productos fitosanitarios detectados en cereza en el momento de cosecha con el MIP Estándar y en el MIP Nuevo en a) Extremadura y b) Aragón.

Conclusiones

En resumen, el MIP Nuevo comparado con el MIP Estándar de cada zona mostró una reducción significativa del uso de sustancias activas sin comprometer la eficacia del control de plagas y enfermedades. Además, el MIP Nuevo potencia el uso de productos fitosanitarios de bajo riesgo, en línea con los objetivos de la estrategia ‘de la granja a la mesa’. 

El menor uso de productos fitosanitarios conlleva una reducción en los niveles de residuos de pesticidas en las cerezas, aunque el análisis de los residuos de pesticidas tanto en el MIP Nuevo como en el MIP Estándar mostró el cumplimiento de los LMR establecidos. 

La predicción de enfermedades mediante modelos ha demostrado ser una herramienta de decisión eficiente en el MIP Nuevo y que permite tomar decisiones sobre la aplicación de fungicidas. El trampeo masivo es una estrategia que ayuda a controlar las plagas en los huertos de cerezos contribuyendo a la reducción del uso de insecticidas. 

En este estudio no se ha podido apreciar un beneficio claro del MIP Nuevo sobre la biodiversidad de microorganismos y sobre la abundancia y diversidad de artrópodos. Sin embargo, se observaron incrementos en algunos grupos de artrópodos enemigos naturales en las parcelas del MIP Nuevo y estos beneficios pueden ser más evidentes a largo plazo.

Financiación 

Este estudio ha sido financiado por el proyecto Go Fitoscerezo (20190020007384), financiado por la UE y con un 80 % de cofinanciación por Feader-MAPA (PNDR).

Agradecimientos

A todos los miembros del Go Fitoscerezo: 

• FEPEX: Federación Española de asociaciones de Productores Exportadores de frutas, hortalizas, flores y plantas vivas
• AEPLA: Asociación Empresarial para la Protección de las Plantas
• DEVREG CONSULTA SLU 
• CTAEX: Centro Tecnológico Nacional Agroalimentario
• ACVJ: Agrupación de Cooperativas Valle del Jerte
• AEAMDE: Asociación de Empresarios Agrícolas del Margen Derecho del Ebro
• Especialmente a Alejandra Rodríguez de la Calle, Ana Delia Rodríguez Martín, Agustín Sánchez Castro, y todos los agricultores que proporcionaron los huertos de cultivo de cerezo para este estudio
• Agradecemos la colaboración y apoyo de Y. Herranz y A. Cervantes del INIA-CSIC, España