biotecnia Biotecnia Biotecnia 1665-1456 Universidad de Sonora, División de Ciencias Biológicas y de la Salud 10.18633/biotecnia.v26.1878 00016 Artículos Relación entre el estado nutrimental y la densidad de Tetranychus urticae Koch en rosa de corte (Rosa hybrida) Relationship between nutrient status and density of Tetranychus urticae Koch in rose cut (Rosa hybrida) Robles-Bermudez Agustín 1 * Rodriguez-Maciel J. Concepción 2 Juarez-Lopez Porfirio 3 Cambero Campos Octavio Jhonathan 1 Universidad Autónoma de Nayarit. Unidad Académica de Agricultura. Km. 9 Carr. Fed. Tepic-Compostela, Xalisco, Nayarit, México. Universidad Autónoma de Nayarit Universidad Autónoma de Nayarit Unidad Académica de Agricultura Xalisco Nayarit Mexico Universidad Autónoma de Nayarit. Unidad Académica de Agricultura. Km. 9 Carr. Fed. Tepic-Compostela, Xalisco, Nayarit, México. Universidad Autónoma de Nayarit Universidad Autónoma de Nayarit Unidad Académica de Agricultura Xalisco Nayarit Mexico agustin.robles@uan.edu.mx Programa de Entomología y Acarologia. Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Estado de México, México. Programa de Entomología y Acarologia Colegio de Postgraduados Colegio de Postgraduados Estado de México México Universidad Autónoma del Estado de Morelos-Posgrado en Ciencias Agropecuarias y Desarrollo Rural. Av. Universidad Núm. 1001, Col. Chamilpa, Cuernavaca, Morelos, México. C. P. 62209. Universidad Autónoma del Estado de Morelos Universidad Autónoma del Estado de Morelos Posgrado en Ciencias Agropecuarias y Desarrollo Rural Cuernavaca Morelos México Autor para correspondencia: Agustín Robles Bermúdez. Correo electrónico: agustin.robles@uan.edu.mx

Los autores declaramos que no existe conflicto de interés

 2024 26 e1878 26 10 2023 23 02 2024 08 04 2024 Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons Resumen

La araña roja, Tetranychus urticae Koch, es la principal plaga del cultivo de rosas para corte (Rosa hybrida). Observaciones preliminares indican que plantas con alta densidad de araña roja presentan deficiencias nutrimentales, pero no existe información cuantitativa al respecto. El objetivo fue determinar la relación que existe entre la densidad de araña roja y el estado nutrimental de rosal ‘Polo’. En cuatro muestreos, se seleccionaron 60 plantas libres de araña roja y 60 plantas con más de 60 ácaros por hoja (infestación alta). En ambos casos se determinó, mediante análisis químico foliar, la cantidad de macro y micronutrimentos, así como el índice de desbalance nutricional (IDN). Las plantas con presencia de araña roja muestran desequilibrio nutrimental debido a la reducción en la concentración foliar de nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, manganeso y cobre. El porcentaje de reducción de la concentración de dichos elementos osciló entre 0.3 y 29 % respecto al testigo.

 Abstract

The two-spotted mite, Tetranychus urticae Koch, is the key pest in rose cut. Preliminary observations show that plants with high density of two-spotted mite exhibit nutritional imbalance, but there is not quantitative information about it. The objective was to determine the relation between two-spotted mite´s density and nutritional status of cut rose crop ‘Polo’. In four samplings, 60 spotted mite-free and 60 plants with over 60 mites per leaf (high infestation) were selected. In both cases, foliar analyses were carried out to determine the micro and macro elements as well as the Nutritional Unbalanced Index (IDN). The plants infested with two-spotted mite showed a nutritional disequilibrium due to reduced foliar concentration of nitrogen, potassium, phosphorus, calcium, manganese and copper. The percentage reduction in the concentration of these elements fluctuated between 0.3 to 29 % compared against control.

 Palabras clave: Ácaros nutrición mineral manejo integrado de plagas Keywords: Mites mineral nutrition integrated pest management Introducción

La floricultura es una de las actividades más rentables del sector agrícola. El rosal (Rosa hybrida) es de las especies ornamentales más comerciales y preferidos por los consumidores en fechas especiales como: 14 de febrero (San Valentín), 10 de mayo (día de las Madres), graduaciones y 12 de diciembre. En México, se cultivan 1,750 ha de rosal, que representan el 7.7 % de la superficie nacional (SIAP, 2021). Sin embargo, la actividad se ve afectada por una serie de problemas durante el desarrollo de la planta y en precosecha que afectan la calidad de los ornamentales. El primero refiere a la presencia de plagas y enfermedades que afectan la producción y la calidad comercial de los tallos florales y, por consecuencia, se aplican un mosaico de ingredientes activos para el control de los parásitos (Zacarías, 2018; García-Velazco et al., 2021). El segundo se refiere a los desbalances nutrimentales causados principalmente por la forma imprecisa en la aplicación e interpretación de los análisis de suelos para cultivos intensivos (Longjman et al., 2022; Chacón-Hernández et al., 2018). La desnutrición de cultivos y la presencia de plagas frecuentemente están presentes en los sistemas de producción intensiva, cuyo efecto se manifiesta por los desequilibrios y los metabolitos secundarios que las plantas producen al no disponer de los nutrientes necesarios para cumplir sus funciones bioquímicas. En esta condición, se refleja en baja calidad de los ornamentales (Carrillo-Salazar et al., 2019). La nutrición y el manejo de plagas, como la araña roja (Tetranychus urticae Koch) está relacionada como el principal problema que registra el cultivo del rosal a nivel nacional y mundial (Assouguem et al., 2022; Golizadeh et al., 2017; Lara-Cortés et al., 2013; Otero, 2002). Un mal manejo de ingredientes activos en un programa de manejo integrado de araña roja induce el desarrollo de resistencia de ácaros a acaricidas (Stumpf y Nauen, 2002; Adesanya et al., 2021). En el sistema convencional de producción de flores, con base en fertilizantes sintéticos y el uso de pesticidas altamente tóxicos y contaminantes, trae como consecuencia una mayor susceptibilidad de los cultivos al ataque de plagas y enfermedades (Erhan y Nedim, 2006). Los suelos en óptimas condiciones físicas, químicas y biológicas y con alto contenido de materia orgánica son suelos biológicamente activos y de buena fertilidad, en cambio suelos con desbalances nutrimentales muestran baja diversidad de insectos, y alta abundancia de insectos plaga, debido al uso excesivo de plaguicidas y nutrimentos sintéticos (Nicholls y Altieri, 2006; Porcuna, 2007). De acuerdo con Damián-Nava et al. (2006), existen metodologías para la interpretación de los análisis foliares de cultivos. El primero, se conoce como Método Convencional (MC) (Mills y Jones, 1996); el segundo, es la Desviación del Óptimo Porcentual (DOP) (Montañés et al., 1993) y el tercero se conoce como Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación (DRIS) (Beaufils, 1973). El DOP cuantifica la cantidad en que un nutrimento se desvía en relación a su norma específica. En este método el valor nutrimental óptimo para cada elemento es igual a cero, de modo que los valores positivos indican excesos y los negativos deficiencias. Este método permite calcular el índice de desbalance nutrimental (IDN) que se refiere a la suma de los valores absolutos de los índices DOP y que representa el balance nutrimental total de la planta, el cual puede relacionarse con el rendimiento (Damián-Nava et al., 2006).

Es probable que la alimentación de la araña roja se refleje en deficiencias nutrimentales del cultivo de la rosa de corte. Por tanto, el objetivo de la presente investigación fue evaluar la relación entre el estado nutrimental y la densidad de T. urticae Koch en rosa de corte.

 Materiales y métodos Ubicación del experimento

La presente investigación se realizó en la comunidad de Santa Ana, municipio de Tenancingo, Estado de México, México, localizada en latitud 18°58’1’’ N y longitud 99°37’4’’ O, y altitud de 2085 m.s.n.m.

 Cultivo

Se utilizó un cultivo de rosa de corte cultivar Polo de res años de edad, en el estado fenológico de producción (botón floral), en condiciones de invernadero. Con un manejo agronómico propio para la concentración de producción en noviembre o en febrero. La nutrición implementada fue realizada con la formula 12-6-12 misma que se aplicaron 30 g/m.

 Muestreos

Se realizaron cuatro muestreos en marzo y abril, que fueron posteriores a la fecha de pico de producción (febrero). Los muestreos se dividieron en 10 submuestreos con frecuencia semanal. En cada submuestreo, se seleccionaron al azar cinco plantas de rosal y se recolectaron 65 hojas verdaderas. Dichas hojas se obtuvieron del área comprendida entre los 25 y 35 cm abajo del botón floral. Para cada muestreo, cinco submuestreos se realizaron sobre plantas libres de araña roja y cinco sobre plantas con al menos 60 individuos por hoja de T. urticae, lo que se considera como infestación alta según el criterio de Kant et al. (2004).

Las hojas recolectadas de plantas infestadas y no infestadas se colocaron, por separado, en bolsas de papel estraza y debidamente rotuladas para el análisis químico vegetal. Este mismo procedimiento se repitió en todos los muestreos.

 Procesamiento de las muestras

De cada submuestreo se seleccionaron 100 g de hojas, las que se lavaron con agua destilada y secaron en una estufa con circulación de aire forzado a 70 °C por 72 h. Posteriormente, en las hojas deshidratadas, se determinó la concentración de nitrógeno (N) por el método de Kjeldahl descrito por Bremmer y Mulvaney (1982) y las concentraciones de fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), hierro (Fe), cobre (Cu), zinc (Zn), boro (B) y manganeso (Mn) por inducción de plasma acoplado después del proceso de digestión con mezcla de ácidos perclórico, nítrico y sulfúrico (Alcántar y Sandoval, 1999).

 Análisis estadístico

Mediante las metodologías aprobadas por el Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación (DRIS) se obtuvieron los índices nutricionales para cada elemento (Walworth y Sumner (1987). El análisis estadístico de los resultados se realizó con base a los siguientes aspectos: a) comparación de la concentración por fecha de muestreo para cada nutrimento por separado y comparación del IDN para cada elemento, b) comparación general de la concentración de nutrimentos e IDN, entre plantas no infestadas y plantas infestadas de araña roja. Se consideró cada fecha de muestreo como un bloque. Se realizaron análisis de variación de manera general a las muestras por concentración de nutrimentos e IDN. Posteriormente se realizó comparación de medias por la prueba de t con un nivel de significancia de α=0.05, mediante el sistema de análisis estadístico SAS (SAS, 2009).

 Resultados y discusión

El complejo de la nutrición de cultivos y su relación con la presencia o ausencia de plagas cobra importancia por la producción de compuestos que tienen el potencial de incrementar la reproducción o inhibir el desarrollo de los herbivoros (Norboo et al., 2018; Kallure et al., 2022). Con excepción del muestreo III, la concentración de N fue estadísticamente inferior en plantas con alta densidad de T. urticae (p≤0.05) (Tabla 1). En frijol, la fecundidad y el ciclo de vida se redujeron con aplicaciones de nitrogeno en subdosis de las recomendadas, significa más ciclos de la plaga lo cual promueve un mayor número de individuos potenciales plagas del cultivo (Damghani et al., 2021).

Comparación de concentraciones de nutrimentos en hojas de rosal de corte ‘Polo’, por fecha de muestreo y categorizadas como libres de <italic>Tetranychus urticae</italic> o infestadas con ≥ 60 individuos por hoja (prueba de t, α = 0.05).
Muestreo
Nutrimento mg kg-1 I II III IV
Infestación Nula1 Infestación alta1 Infestación nula1 Infestación alta1 Infestación nula1 Infestación alta1 Infestación nula1 Infestación alta1
Nitrógeno 30320 ± 687 a 24220 ± 388 b (p=0.003) 29800±1035 a 24260±635 b (p=0.025) 34280±518 a 29100±1724 a (p=0.067) 35160±194 a 29280±530 b (p=0.000)
Fósforo 2499 ± 136 a 1690 ± 244 a (p=0.068) 2595±338 a 1891±313 a (p=0.259) 3037±202 a 2387±237 a (p=0.111) 3701±154 a 2919±168 a (p=0.056)
Potasio 13902 ± 1350 a 9268 ± 1146 a (p=0.085) 13302±1735 a 9149±1103 a (p=0.174) 13873±976 a 11730±1328 a (p=0.346) 16322±31 9a 13671±1319 a (p=0.124)
Calcio 11109 ± 1120 a 8048 ± 796 a (p=0.105) 10970±985 a 6753±677 b (p=0.019) 12634±1041 a 9498±918 a (p=0.144) 13216±1081 a 10015±479 a (p=0.064)
Magnesio 3421 ± 353 a 3551 ± 446 a (p=0.817) 3461±366 a 2503±166 a (p=0.079) 4095±431a 3628±327 a (p=0.532) 4414±233 a 4170±155 a (p=0.36)
Hierro 163 ± 25.9 a 169.6 ± 40.4 a (p=0.891) 227±44.3 a 127±10.8 a (p=0.102) 166±6.9 a 222±18.5 b (p=0.028) 295±61 a 266±42 a (p=0.751)
Manganeso 454 ± 70 a 309 ± 34 a (p=0.178) 514±82 a 221±15.0 b (p=0.016) 343±49 a 435±55 a (p=0.333) 1214±54 a 1008±86 a (p=0.170)
Zinc 90 ± 9.1 a 70.5 ± 9 a (p=0.298) 94.6±11a 60.6±4 a (p=0.055) 54.5±6 a 73.48±5.0 a (p=0.137) 182±9.4 a 165±15 a (p=0.513)
Cobre 26.3 ± 2.5 a 19.6 ± 2.3 a (p=0.176) 28.8±3.9 a 15.5±1.0 b (p=0,044) 162.6±15 a 97.4±4.7 b (p=0.007) 116.1±7.8 a 115±9.3 a (p=0.944)
Boro 64.9 ± 3.9 a 65.4 ± 8.3 a (p=0.969) 64.2±3.9 a 55±6.6 a (p=0.334) 65.7±15 a 76.5±8 a (p=0.316) 81.4±2.5 a 78.1±5.4 a (p=0.535)

Dentro de cada fecha de muestreo y para cada nutrimento, la letra minúscula índica la significancia estadística y entre paréntesis se índica el valor de p.

La Tabla 3 muestra que el nitrógeno también presentó un mayor IDN en muestras con presencia del ácaro (-20.0) que en plantas libres de esta plaga (-8.3). Estos resultados difieren con los obtenidos por Marschner (2012) quien asevera que la mayor concentración de aminoácidos favorece la presencia de insectos chupadores como áfidos y ácaros fitófagos.

Comparación de Índice de Desbalance Nutricional (IDN) en hojas de rosal de corte ‘Polo’, por fecha de muestreo y categorizadas como libres de araña roja o infestadas con ≥ 60 individuos por hoja (prueba de <italic>t</italic>, α = 0.05).
Muestreo
I II III IV
Nutrimento IDN Infestación nula Infestación alta Infestación nula Infestación alta Infestación nula Infestación alta Infestación nula Infestación alta
Nitrógeno -11.6 ± 1.3 -25.9 ± 1.12 -12.3±2.7 -25.9±1.9 -4.98±0.76 -14.65±3.15 -3.68±0.27 -13.62±1.11
Fósforo -0.4 ± 2.9 -29.8 ± 12.1 -1.5±9.5 -1.5±9.5 10.2±3.9 -4.37±6.4 22.9±2.93 7.89±3.3
Potasio -39.4 ± 8.1 -88.5 ± 18.7 -51.0±21 -40.2±19.3 -38.2±6.2 -60.1±17.4 -23.6±1.4 -41.16±8.9
Calcio -7.21 ± 4.2 -23.0± 6.4 -7.8±4.6 -33.5±6.7 1.9±3.5 14.6±6.2 -0.12±3.34 -10.33±2.0
Magnesio 0.39 ± 4.2 -2.87 ± 6.2 0.11±5.18 -11.57±3.6 8.0±4.3 2.51±4.1 11.2±2.35 8.8±1.57
Hierro 15.1 ± 8.3 16.4 ± 13.3 35.5±14.2 3.5±3.5 15.9±2.21 33.85±5.9 57.2±19.5 47.7±13.6
Manganeso 156.2 ± 29.7 94.5 ± 14.7 181.8±35 57.0±6.4 109.1±21 148.3±23.4 479.6±23 392.1±36.6
Zinc 28.31 ± 5.2 17.3 ± 5.3 31.0±6.22 11.76±2.24 8.25±3.5 19.02±2.87 80.86±5.4 70.94±8.5
Cobre 21.3 ± 3.5 11.3 ± 3.4 25.0±5.8 5.2±1.0 224.1±22.6 127.4±6.9 155.0±11.6 153.3±13.9
Boro 8.8 ± 2.3 8.85 ± 5.0 7.64±5.4 2.33±4.4 9.2±2.0 15.6±4.7 18.45±1.5 16.54±3.16

Comparación general de concentraciones e índices nutricionales de nutrimentos en hojas de rosal de corte ‘Polo’ libres de araña roja o infestadas con ≥ 60 individuos por hoja. Tenancingo, Estado de México.
Nutrimento Concentración mg kg-1 Índice de Desbalance Nutricional1 Reducción nutrimental (%)
Alta Libre Alta Libre
Nitrógeno 26715.0±0.0723 b1 32390.0±0.0651a -20.0±1.64 -8.3±1.2 15.0
Fósforo 2222.0±157 b 2958.0±149 a -12.0±5.3 7.8±3.4 25.0
Potasio 10955.0±709 b 14350.0±617 a -70.0±8.9 -38.0±5.8 24.0
Calcio 8579.0±447 b 11982.2±534 a -20.4±3.3 -4.3±1.23 29.0
Magnesio 3388.0±195 a 3848.8±189 a -0.8±2.58 4.9±2.21 13.0
Hierro 196.1±18.7 a 212.9±22.1 a 25.37±6.03 30.9±7.07 12.0
Manganeso 493.3±74.7 b 631.2±83.9 a 173.0±31.8 231.7±35.7 22.0
Zinc 92.3±10.6 a 105.3±11.6 a 29.7±6.01 37.1±6.58 12.0
Cobre 61.9±10.6 b 83.5±14.0 a 74.2±15.7 106.3±20.8 26.0
Boro 68.8±3.9 a 69.0±2.8 a 10.8±2.4 11.0±1.76 0.3

Dentro de la misma columna, los valores con la misma letra minúscula no son significativamente diferentes entre sí (prueba de t, α = 0.05).

Al comparar plantas libres de araña roja contra plantas con alta densidad de esta plaga, no hubo diferencias significativas en la concentración de K y P en ninguna fecha de muestreo (p ≥ 0.05) (Tabla 1). El ciclo de vida más largo y menor fecundidad se registraron con aplicación del 60 % de la dosis normal de potasio, por consecuencia la población se reduce, específicamente en el estado biológico de ninfa. Este resultado se refiere a una etapa de alto consumo de savia lo que significa tener presente la plaga en estado biológico de alto consumo de alimento por más tiempo (Damghani et al., 2021). Para los muestreos III y IV se registraron deficiencias para N, K, y Ca y excesos para P, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu y B (Tabla 2). De acuerdo con Huguet (1980), el que K, Mg y Ca se encuentren en sus rangos óptimos influye de manera determinante en la resistencia de la planta a desórdenes fisiológicos y patológicos.

En muestras con presencia de T. urticae se observó una deficiencia de -12.0 de fósforo, resultado que coincide con Wermelinger et al. (1991) quienes señalan que, en el cultivo de manzano (Pyrus malus L.), las plantas con deficiencias de este elemento presentan alta tasa reproductiva de T. urticae. Además, que coincide con los trabajos realizados en fresa, donde se reporta incremento de estados juveniles con deficiencia de fósforo (Ribeiro et al., 2012).

En plantas con presencia de araña roja, el IDN para potasio fue mayor para plantas libres de la plaga. El potasio es un elemento importante en el proceso de fotosíntesis y su deficiencia se refleja en un aumento en la tasa respiratoria de la planta. Los cambios fisiológicos y metabólicos producto de deficiencias nutrimentales y, especialmente, de potasio favorecen la susceptibilidad a plagas y enfermedades (Amtamann et al., 2008).

Respecto a los microelementos, por fechas de muestreo, hubo diferencias significativas para Ca (p = 0.019) (muestreo II), Fe (p = 0.028) (muestreo III), Mn (p = 0.016) (muestreo II) y Cu (en los muestreos II y III) (p = 0.044 y 0.007, respectivamente) (Tabla 1); pero, no hubo diferencias estadísticas en ninguna fecha de muestreo para Mn, Zn y B (p ≥ 0.05) (Tabla 1).

El calcio es un componente importante de la lamela media de la pared celular en las plantas, que proporciona resistencia y solidez a dicha estructura. Las plantas con deficiencias de este elemento (- 20.4) mostraron mayor susceptibilidad al ataque de araña roja en relación a plantas con deficiencias menores (- 4.3), que no registraron presencia del ácaro. El poligalacturonato de calcio se requiere en el micelio de la lamela media de la pared celular para proporcionar estabilidad a la membrana, por lo que bajas concentraciones y deficiencias de este elemento propicia una mayor susceptibilidad a plagas y enfermedades (Harada et al., 1996).

En todos los casos, el boro presentó valores de IDN positivos, lo que indica que se encontró en exceso. Según Marschner (2012), este nutrimento es uno de los microelementos involucrados en la resistencia de plantas al ataque de ácaros y sostiene que en plantas carentes o con una concentración menor a 0.5 mg L-1 se afecta la formación del flavonoide cianidina, responsable de la resistencia al ataque de ácaros.

En todas las fechas de muestreo, la concentración de N, P, K, Ca, Mn y Cu fue estadísticamente inferior en plantas de rosal altamente infestadas con T. urticae, pero no hubo diferencias significativas para Mg, Fe, Zn, y B (Tabla 3). El IDN es mayor para los nutrimentos N, P, K en plantas con alta infestación de araña roja, con respecto a las plantas libres del ácaro. El IDN fue positivo para P y Mg en plantas libres de ácaros pero negativo cuando la planta estaba infestada. Para el resto de los nutrimentos, el desbalance fue igualmente positivo o negativo tanto para plantas libres de infestación como para plantas infestadas. Aunque, coincidentemente, los microelementos Fe, Mn, Zn, Cu y B son nutrimentos que la planta demanda en menor cantidad y el IDN fue menor en plantas con altas poblaciones de T. urticae.

 Conclusiones

Las plantas de rosal ‘Polo’ con alta infestación de T. urticae presentaron concentraciones menores de N, P, K, Ca, Mn y Cu. Sin embargo, no se presentaron diferencias significativas para Mg, Fe, Zn, y B. El IDN fue positivo para P y Mg en plantas libres de ácaros pero fue negativo cuando la planta estaba infestada. Sin embargo, para el resto de los nutrimentos, el IDN fue inconsistente con relación al nivel de infestación de ácaros en las hojas de rosal.

 Agradecimientos

Los autores agradecen a la Secretaría de Investigación y Posgrado de la Universidad Autónoma de Nayarit por el apoyo en la convocatoria: “Fortalecimiento al Posgrado de Calidad con recursos provenientes del Impuesto Especial del 12% destinado a la UAN, Patronato 2022”.

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