Ecología de poblaciones como base teórica para el control biológico

Bases teóricas del control biológico

Ventajas, desventajas, beneficios y riesgos del Control Biológico

Ventajas y desventajas. El control biológico posee muchas ventajas (Summy y Frech 1988), como:

·         Poco o ningún efecto nocivo colateral

·         Casos raros de Resistencia

·         Control de largo plazo

·         Elimina por completo o sustancialmente el uso de insecticidas

·         Relación  beneficio/costo  muy favorable

·         Evita plagas secundarias

·         No provoca intoxicaciones

·         Se puede usar como parte del Manejo Integrado de Plagas (MIP).

Entre las desventajas se tienen:

·         Ignorancia sobre los principios del método

·         Reducido apoyo económico

·         Escaso personal especializado

·         Poca disponibilidad

·         Problemas de uso con umbrales económicos bajos

·         Dificultad para aplicarlo en complejos de plagas

·       Los agentes de control biológico son susceptibles a los plaguicidas   

·         Los enemigos naturales se incrementan con retraso en comparación a las plagas que atacan, por lo cual, no proveen la supresión inmediata que se obtiene con los insecticidas; y

·         Los resultados del control biológico no son tan espectaculares en el corto plazo como los insecticidas y por lo mismo, el agricultor tiene temor de perder su cosecha.

Éxitos y fracasos. El éxito en control biológico es difícil de medir. Desde el punto de vista ecológico, alguna clase de éxito se presenta cuando una especie introducida se establece por sí misma, en tanto que desde el punto de vista del control de la plaga, la única forma de medir el éxito es la económica (Hokkanen 1985). El éxito en control biológico se clasifica de tres formas (DeBach 1968):

1.   Éxito completo es cuando el control biológico se obtiene y mantiene contra una plaga importante sobre una área extensa, a tal grado que la aplicación de insecticidas se vuelve rara;

2.   éxito sustancial es cuando las ganancias son menos considerables, ya que la plaga controlada o el cultivo, son menos importantes. Esta situación se presenta también porque el área cultivada es pequeña o porque ocasionalmente se requiere del uso de insecticidas;

3.   Éxito parcial es cuando el control químico permanece como necesario, pero se reduce el número de aplicaciones; también se aplica a casos donde el éxito se obtiene en una pequeña porción del área infestada con la plaga.

Hasta 1970 se habían producido al menos 253 éxitos con la importación de enemigos naturales; de un total de 223 plagas, en 120 se había obtenido algún grado de control: 42 casos de éxito completo, 48 de éxito sustancial y 30 con éxito parcial.  De estos datos se desprende que el éxito para controlar a una plaga con control biológico fue 54% (DeBach 1977). De acuerdo con otro reporte (Laing  y  Hamai  1976),  el  control  biológico  clásico  de  insectos  plaga  había ocurrido en 327 casos; de éstos, 102 habían tenido éxito completo, 144 éxito sustancial y 81 éxito parcial. En otro reporte, el porcentaje de éxitos sustanciales de control biológico de insectos plaga fue de 40%, en tanto que para malezas este porcentaje fue de 31% (Waage y Greathead 1988). Estos datos indican que elcontrol biológico no es la panacea del control de las plagas y que los éxitos obtenidos no son más que la punta del iceberg del trabajo que se ha hecho en el campo. Sin embargo, en las últimas décadas se aprecia un incremento en el número de éxitos completos, lo cual es un reflejo del progreso en el conocimiento de los procesos ecológicos y de una sólida experiencia empírica. Se puede decir que la disciplina está madurando (Hokkanen 1985).

Beneficio/costo. En términos económicos, los beneficios del control biológico han sido espectaculares, por ejemplo se ha calculado un retorno aproximado por cada dólar invertido de 30 a 1, mientras que para el control químico la relación ha sido de 5 a 1 (DeBach 1977, Hokkanen 1985). Datos proporcionados por Greathead y Waage (1983) indican que en California, en el periodo comprendido de 1923 a 1959, se ahorraron $115.3 millones de dólares en cinco proyectos para el control de cinco plagas con un gasto de $4.3 millones, es decir, por cada dólar invertido se ganaron 26.8. En Australia, los beneficios totales obtenidos en el control de cuatro plagas fueron de $392 millones de dólares mientras que los costos de la investigación alcanzaron $13.6 millones con una relación de 28.8 por 1.  Algunos proyectos del International Institute of Biological Control (Inglaterra) muestran ganancias de hasta $346.5 dólares por cada dólar invertido.

El riesgo. Frecuentemente se declara  que la introducción de agentes de control biológico es ambientalmente segura y sin riesgos. Sin embargo, existen evidencias que indican que esta aseveración no es del todo cierta. Aunque este tema no es nuevo, los debates sobre los riesgos del control biológico continúan con mayor intensidad (Howarth 1983,  1991,  Simberloff y Stiling 1996, Louda et al. 2003). En un esfuerzo por analizar el impacto del control biológico sobre organismos no blanco en Hawaii, Funasaki et al. (1988) mencionan que en casi 100 años (1890-1985) se habían logrado establecer 243 especies de 679 introducidas para el control de insectos, malezas y otros organismos. De éstas, el 8.2% (20 casos) han atacado especies nativas hacia las cuales no iba dirigido el control, incluso el 7% (17 casos) atacaron organismos benéficos.  De  acuerdo  con  estos  autores,  la  mayoría  de  los  “errores”  se cometieron por la carencia de planificación y pobre evaluación de los enemigos naturales antes de su introducción. En otras partes del mundo han ocurrido errores funestos, ya que ciertas introducciones se han visto implicadas en la extinción de especies. Un caso que ejemplifica este problema es la extinción de la palomilla del cocotero, Levuana iridescens Bethune-Baker, por la introducción en 1925 del taquínido Bessa remota (Aldrich) en Fiji (Kuris 2003).

Actualmente se reconoce que algún grado de riesgo acompaña a los programas de control biológico como en cualquier otra estrategia de control. Por lo tanto, a fin de reducir el riesgo inherente a las introducciones de enemigos naturales, se deben seguir procedimientos científicamente probados (Funasaki et al. 1988, Howarth 1991). Un claro ejemplo de proceder correctamente se ha dado en Hawaii, donde en los últimos 21 años ninguna especie aprobada para su introducción y liberación se ha registrado que ataque especies nativas u otras especies no blanco (Funasaki et  al. 1988). En otros casos, los problemas se presentan cuando el estatus de un organismo benéfico cambia hacia el estatus de plaga. Un ejemplo reciente es el de la palomilla del nopal, Cactoblastis cactorum Berg, que fuera introducida a Australia en 1925 para el control de cactus (Opuntia spp.) considerados malas hierbas por invadir más de 30 millones de hectáreas. La palomilla había tenido tanto éxito en el control de los nopales para 1930 que en la literatura se le considera como un magnífico ejemplo de control biológico de malezas (Holloway 1968). Posteriormente, en 1957-1960, C. cactorum fue introducida con el mismo propósito a varias islas de El Caribe y ocurrió una dispersión natural (o inducida accidentalmente) hacia la mayoría de las islas de la región. En 1989 la palomilla fue detectada en Florida, E.U.A. y con su rápida dispersión hacia el norte, preocupa seriamente su posible impacto sobre los cactus de esa región, así como sobre aquellos que son nativos del resto del continente Americano (Johnson y Stiling 1998). En agosto de 2006 la palomilla del nopal se detectó en Isla Mujeres, Quintana Roo, México (Zimmermann y Pérez Sandi 2006)  y  en  enero  de  2007  se  reportó  el  primer  caso  positivo  en  México continental, cerca de Cancún, Q. Roo.

CONTROL BIOLÓGICO AUMENTATIVO. Invernaderos

CONTROL BIOLÓGICO AUMENTATIVO

ESTUDIOS DE CASO CONTROL BIOLÓGICO EN INVERNADEROS

LIBERACIÓN INOCULATIVA: Encarsia formosa PARA CONTROL DE MOSCAS BLANCAS EN HORTALIZAS

Para cultivos de ciclo largo con alta tolerancia a la plaga, el control biológico puede lograrse en algunos casos solamente con colocar el enemigo natural en el cultivo nuevo y permitiendo que se incremente en número con el tiempo. El ejemplo clásico de una liberación inoculativa estacional es el de E. formosa para controlar la mosca blanca de los invernaderos (T. vaporariorum) en tomate y en pimientos dulces en climas templados (Woets y van Lenteren, 1976; van Lenteren et al., 1977; van Lenteren y Woets, 1988; van Lenteren, 1995). Las liberaciones de E. formosa empiezan con la plantación, anticipadas a las poblaciones de mosca blanca y continúan a una tasa de una pupa del parasitoide/planta/semana hasta que se ven ninfas parasitadas; en ese momento se reducen las tasas de liberación, basándose en el nivel de parasitismo observado. Las liberaciones inoculativas estacionales tienen menor costo porque se compran menos individuos. La mayor parte del control de la plaga se logra por los enemigos naturales criados durante el cultivo, sin costo.

Para que los programas inoculativos estacionales funcionen, debe haber suficiente tiempo para varias generaciones del parasitoide durante el ciclo del cultivo, usualmente cuatro meses o más. En segundo lugar, el cultivo debe ser apto para tolerar algún aumento de la plaga, lo cual es posible que ocurra mientras el enemigo natural se está incrementando. Por ejemplo, las moscas blancas en tomate pueden incrementarse hasta mil veces antes de que E. formosa logre su control (Foster y Kelly, 1978). Esto es aceptable con T. vaporariorum en el norte de Europa pero no podría ser tolerado con la raza Q de Bemisia. tabaci en España porque transmite una importante enfermedad viral. Una variedad tolerante a la enfermedad debe sembrarse para hacer que las liberaciones inoculativas estacionales sean efectivas en los tomates en España. Además, el cultivo no debe requerir un control perfecto para una fecha prescrita (como con los cultivos de flores producidos para días de fiesta específicos) porque hay una variación considerable en el tiempo requerido para que el parasitoide controle la plaga.

LIBERACIÓN MASIVA: Eretmoserus eremicus PARA EL CONTROL DE MOSCAS BLANCAS EN NOCHEBUENA

La liberación masiva es una estrategia usada en cultivos a más corto plazo con una baja tolerancia de plaga, condiciones que no son adecuadas para los programas inoculativos. Eretmocerus eremicus es usado de esta manera para controlar la raza B de B. tabaci (= B. argentifolii) en nochebuena en el noreste de los Estados Unidos (Hoddle y Van Driesche, 1999; Van Driesche et al., 1999; Van Driesche et al., 2002c; Van Driesche y Lyon, 2003). Con el enfoque de la liberación masiva, las plagas son controladas por los parasitoides que realmente se liberaron y no se requiere o anticipa su reproducción. En nochebuena, las poblaciones de moscas blancas deben ser mantenidas a bajos niveles a través del ciclo del cultivo. Esto es logrado haciendo hasta 14 liberaciones semanales de 0.5 hembras/planta. Los parasitoides liberados actúan como depredadores y parasitoides, y es principalmente dicha alimentación del hospedero que mantiene la población debajo del umbral requerido (Van Driesche et al., 1999; Van Driesche et al., 2002c; Van Driesche y Lyon, 2003). Para ser competitivas en costos con los plaguicidas, las tasas ultrabajas de liberación de parasitoides son combinadas con plaguicidas compatibles a mitad del cultivo (reguladores del crecimiento de insectos).

CONTROL BIOLÓGICO AUMENTATIVO

CONTROL BIOLÓGICO EN INVERNADEROS

¿Cuándo son favorables los invernaderos para el control biológico?

CULTIVOS A LARGO PLAZO	Inoculación de un pequeño número de enemigos naturales al inicio del cultivo Permiten que crezcan las poblaciones del enemigo natural hasta que, a través de la ventaja numérica basada en la reproducción más rápida, eventualmente supriman a la plaga
CULTIVOS DE HORTALIZAS	Umbral de daño por plagas del follaje que puede ser tolerado sin pérdidas económicas es bastante alto
TAMAÑO DEL COMPLEJO DE PLAGAS	Los cultivos que alojan complejos grandes de plagas son más difíciles para el control biológico
PLAGAS DIRECTAS VS INDIRECTAS	Las plagas indirectas, las que no atacan la parte comercializable de la planta, son mejores objetivos para el control biológico porque la mayoría de ellas pueden ser toleradas
ESPECIES NO VECTORAS DE ENFERMEDADES VEGETALES	Las especies que no transmiten fitopatógenos son mejores objetivos de control biológico que las vectoras, debido a que el nivel de daño tolerable de un vector puede ser demasiado bajo para alcanzarlo usando el control biológico Variedades de plantas tolerantes al patógeno pueden ser combinadas con el control biológico para manejar vectores
INVERNADEROS EN CLIMA FRÍO Y EN CLIMA CÁLIDO	Los invernaderos en clima frío son más favorables para el control biológico que los de climas cálidos
ESTRUCTURA Y DISEÑO DEL INVERNADERO	Mallas contra insectos pueden reducir invasiones de plagas, facilitando el control biológico en climas cálidos. La regulación de la temperatura y la humedad por computadora puede ayudar a evitar condiciones dañinas En contraste, los invernaderos en forma de aro o túnel pueden experimentar episodios frecuentes de sobrecalentamiento o de humedad excesivamente alta o baja.

Enemigos naturales disponibles en la industria de los insectarios

PARASITOIDES

Los parasitoides son vendidos principalmente para control de áfidos, minadores de hojas y moscas blancas y son más eficientes que los depredadores. Existen parasitoides en la naturaleza que logran el control de plagas adicionales, incluyendo varias escamas o piojos harinosos pero el mercado de estos es demasiado pequeño para permitir la producción comercial

Parasitoides comúnmente usados para control de plagas en invernaderos.

ÁCAROS DEPREDADORES

Los ácaros tetraníquidos (Tetranychidae), los ácaros anchos (Polyphagotarsonemus latus [Banks], Tarsonematidae) y los ácaros del cyclamen (Phytonemus pallidus [Banks] Tarsonemidae) son plagas importantes en invernaderos. Su control biológico está basado en el uso de ácaros depredadores.

Ácaros depredadores comúnmente usados en invernaderos.

 

INSECTOS DEPREDADORES

Algunos insectos depredadores son producidos comercialmente para el control de áfidos, piojos harinosos, moscas blancas o trips. Algunos son efectivos contra la plaga pero otros no.

Insectos depredadores comúnmente usados en invernaderos

NEMÁTODOS ENTOMOPATÓGENOS

Las especies de Steinernematidae y Heterorhabditidae pueden ser comercializadas para uso en exteriores y en invernaderos. Las especies varían conforme las plagas que atacan y si la temperatura o humedad del suelo son adecuadas.

Algunos nematodos disponibles comercialmente y sus plagas hospederas.

Métodos para la cría masiva de parasitoides y depredadores

Existen tres métodos de cría: (1) cría en el hospedero y cultivo donde se va a utilizar, (2) cría en hospederos alternos o en alimentos no vivos, y (3) cría en hospederos artificiales.

Cría en el hospedero a controlar	Sistemas naturales crían al agente en la plaga a controlar sobre su planta alimenticia normal. P. persimilis puede ser criado económicamente en la arañita de dos manchas sobre plantas de fríjol. E. formosa es criado comercialmente en su hospedero natural (T. vaporariorum) en tabaco.
Cría en hospederos alternos o en alimentos no vivos	Los costos pueden reducirse encontrando sustitutos menos costosos en el nivel trófico de la “planta” o del “herbívoro” en un sistema de cría. Calabaza de invierno para criar algunas escamas diaspídidas (escamas), en lugar de sus hospederos leñosos Trichogramma es más barato criarlos en huevos de palomillas de productos almacenados, como Anagasta kuehniella (Zeller) y Sitotroga cerealella
Crianza en hospederos artificiales	Hospederos artificiales que contengan solamente un medio de desarrollo no viviente, confinado en una membrana artificial

Uso práctico de los enemigos naturales

Para usar el control biológico aumentativo, los productores necesitan saber cómo (1) escoger y ordenar al enemigo natural adecuado, (2) recibir y manejar los envíos, (3) evaluar la calidad del producto, (4) liberar correctamente al agente de control, y (5) monitorear su impacto en la plaga

Ordenar enemigos naturales	Los catálogos y sitios web de los vendedores de enemigos naturales, Koppert.com Servicios de extensión agrícola locales  lista de distribuidores en una región dada Centro Nacional de Referencia de Control Biológico
Envío	Enviados al usuario rápidamente (2 a 4 días) No deberían exponerse al calor o a condiciones excesivamente secas en el viaje El servicio postal inmediato y los negocios de entrega rápida Las cajas de envío están diseñadas para evitar el aplastamiento y el sobrecalentamiento En verano, pueden incluirse los paquetes con refrigerante Esponjas húmedas a los paquetes para reducir el riesgo de desecación Para algunas especies, el agregar miel u otro alimento permite a los enemigos naturales alimentarse inmediatamente después de emerger.
Almacenamiento	Liberar inmediatamente Almacenarse en un lugar frío: 5°C y usarse en 2-3 días para mejores resultados
Evaluación de la calidad y de la tasa de aplicación	inspeccionar el contenido de los paquetes después de recibirlos para verificar que tienen la especie apropiada, que el material está vivo y que el número presente concuerda con la orden.
Liberación de enemigos naturales	Liberar el número correcto de enemigos natu­rales y de la manera correcta.
Monitoreo de niveles de la plaga durante el programa de control biológico	Monitorear para determinar los resultados de las liberaciones. Buscar signos de la reproducción del enemigo natural: momias para los parasitoides de áfidos o las ‘pupas’ ennegrecidas de moscas blancas para E. formosa o el incremento en número de los ácaros depredadores sobre las hojas. Rastrear la densidad de la plaga a través del tiempo. Tarjetas pegajosas amarillas para monitorear moscas blancas o sciáridos. Envés de las hojas o tomar otras muestras y contar las plagas. Guías sobre qué contar, cómo hacer los conteos y cómo interpretarlos. Saber si las cantidades de la plaga están cambiando y si la densidad actual está debajo del umbral de daño.