Evaluación de enmiendas orgánicas, microorganismos y productos naturales para el control biológico de la Verticilosis en olivo

Abstract

Uno de los retos más importantes de la olivicultura actual es el control de la Verticilosis causada por el hongo Verticillium dahliae. Estimaciones realizadas en varios países de la cuenca mediterránea señalan incidencias medias de 1−5% de olivos afectados, aunque en algunas áreas se ha constatado una incidencia superior al 50% y una elevada mortalidad de árboles. La gran dificultad que presenta el control de esta enfermedad, junto a la falta de productos químicos eficaces, tanto para el tratamiento del suelo como de la planta, ha motivado la búsqueda de métodos alternativos de control. Dentro de este contexto, surge el control biológico como una estrategia eficaz y sostenible. Por esta razón, la identificación de potenciales tratamientos biológicos para el control de la Verticilosis es un objetivo prioritario para el desarrollo de una estrategia integrada de control de la enfermedad. El primer objetivo de la presente tesis doctoral fue la puesta a punto de un método de infestación del suelo que reprodujese las condiciones naturales de infección. Previamente, para superar la limitación que presentaban determinados aislados recalcitrantes de V. dahliae para la producción de las estructuras de resistencia (microesclerocios), se realizó la evaluación y optimización de un medio de cultivo para producir dichas estructuras e infestar el suelo. No obstante, el mejor método de infestación del suelo seleccionado en base a la respuesta severa, consistente y homogénea de las plantas fue el medio arena-harina de maíz-agua (AMA) a una dosis del 20% (peso/peso). Este método de infestación permitió establecer diferentes rangos de eficacia, desde altamente eficaces (>90% de reducción de la enfermedad) hasta levemente eficaces (<10% de reducción de la enfermedad). El siguiente objetivo fue la evaluación de diferentes microorganismos (hongos, bacterias y su extractos), enmiendas orgánicas ( residuos de animales y de la industria agroalimentaria) y sustancias naturales (aceites esenciales y extractos vegetales) para el control de V. dahliae, mediante el desarrollado de una metodología de selección de los tratamientos biológicos en cuatro etapas: 1) in vitro, por su efecto sobre el crecimiento micelial o la germinación de esporas del patógeno, 2) en suelo, por su efecto sobre la reducción de microesclerocios del patógeno en un suelo naturalmente infestado, 3) en planta, por su efecto sobre la infección de plantones de olivo en condiciones controladas, y 4) en campo, por su efecto sobre la enfermedad en condiciones de infección natural. En base a los resultados de la evaluación de 162 tratamientos en condiciones controladas, se seleccionaron 14 tratamientos biológicos para ser evaluados en tres experimentos de campo, uno de estos experimentos, FT3, aún está en curso. La cepa no patogénica de Fusarium oxysporum FO12, y el orujo de vid CGR03, fueron los candidatos más prometedores, alcanzando casi el 100% de la inhibición de la enfermedad en condiciones controladas y la erradicación del patógeno en suelo naturalmente infestado. No obstante, éstos y otros potenciales tratamientos deben ser confirmados en futuros experimentos en campo con diferentes densidades de inóculo y condiciones edafoclimáticas . Los resultados obtenidos suponen un avance significativo con relación al control de la Verticilosis del olivo en campo, puesto que algunos de los candidatos seleccionados en este trabajo podrían estar disponibles en un futuro próximo como tratamientos biológicos eficaces que ayuden a controlar esta importante enfermedad.

One of the most important challenges for the present olive growing is the sustainable control of the Verticillium wilt (VW) disease caused by Verticillium dahliae. Research in several countries of the Mediterranean basin indicates a mean incidence of 1-5% of affected olives, although in some areas of Andalusia region (Southern Spain) disease reaches more than 50%, with a high mortality of trees. The great difficulty of controlling this disease, along with the lack of effective chemicals for the treatment of soil or plant, has motivated the search for alternative methods of control. In this context, biological control appears as an effective and sustainable strategy. In spite of the importance of the disease, there are very scarce and specific research related to biological control of Verticillium wilt in olive. Thus, identifying of potential biological control treatments is currently a major aim for an effective integrated strategy for the control of Verticillium wilt. The first objective of this thesis was to develop a screening method of soil infestation that would reproduce the natural conditions of infection. To overcome the fail in the production of microsclerotia in recalcitrant isolates, a culture medium was optimized for the mass production of microsclerotia and successful soil infestation using previously obtained microsclerotia. However, the most effective inoculation method was soil infestation with the corn meal sand medium (CMS) at 20% w/w. This inoculation method allowed separate treatments for their efficacy, since highly effective treatments (>90% reduction in disease severity) until little or no effective treatments (<10% reduction in disease severity). The selected inoculation method was then used to screen biological treatments for their efficacy against VW in potted olive plants. A second step was conducted to evaluate different microorganisms (fungi, bacteria and their extracts), organic amendments (waste from animals and food industry) and natural substances (essential oils and plant extracts) for the control of V. dahliae. This mass screening of candidates was conducted in four stages: i) in vitro, by the effect on the mycelial growth and spore germination of the pathogen; ii) in natural infested soil, by the effect on the reduction of microsclerotia of the pathogen; iii) in plant, by the effect on the infection of olive plants under controlled conditions and iv), in field, by the effect on VW of olive trees grown in highly infested soils. Based on the results of the assessment of 162 treatments under controlled conditions, we have selected 14 biological treatments which have been tested in three field experiments, one of these experiments, FT3, is still ongoing. The nonpathogenic strain of Fusarium oxysporum FO12, and the pomace of grape CGR03 treatments were the most promising candidates, reaching almost the 100% of the inhibition of the disease in controlled conditions and the eradication of the pathogen in naturally infested soil. However, these and other potential treatments must be confirmed in further experiments in field soils with different inoculum densities and soil and climate conditions. The results represent a significant advance in relation to the control of Verticillium wilt in the field, since some of the candidates selected in this work could be available in the near future as effective biological treatments that will help to control this important disease.