Introducción
⌅La roya parda (Puccinia melanocephala, Sydow y P. Sydow) es una enfermedad foliar severa que está presente en casi todos los países donde se cultiva caña de azúcar (Saccharum spp.). En Cuba, se encuentra dentro de las enfermedades detectadas desde 1978 (11. Chinea A, Zayas E, Bruner S. Inventario de enfermedades de la caña de azúcar en Cuba: tercera etapa. Cuba & Caña. 2019; 22 (3): 8-14.) y por los daños causados en la caña de azúcar (Saccharum spp.) se considera de primer orden, por la importancia que tiene en este cultivo (22. Rodríguez ML, Rodríguez EL, Alfonso I, Fuentes A, Alfonso F, Pérez J, et al. Plagas de la caña de azúcar. En: Mesa JM, Noy A, Guillen S, Pérez TA (Eds). Instructivo Técnico para el manejo de la caña de azúcar. 3ra Edición. La Habana, Cuba. Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar. 2024. 370-405.).
La enfermedad se caracteriza por la aparición inicial de lesiones alargadas, principalmente en los ápices de las hojas, pueden estar rodeadas de un halo clorótico, formar áreas necróticas y afectar toda la superficie foliar (33. Magarey R. Field guide diseases of Australian sugarcane. Australia. Sugar Research Australia Limited. 2022. 114 p.). Con la infección del hongo, en las hojas se desarrollan pústulas de acuerdo a la resistencia de los cultivares que se forman, principalmente, por el envés y al ocurrir el rompimiento de la epidermis que forma parte del soro se liberan las esporas de color marrón las cuales pueden ser dispersadas, posteriormente, a través del viento (44. Rodríguez GA, Huertas B, Polo SM, González CF, Tauta JL, Rodríguez J, et al. Modelo productivo de la caña de azúcar (Saccharum officinarum) para la producción de panela en Cundinamarca Mosquera, Colombia. AGROSAVIA. 2020. 179 p.).
El desarrollo de modelos de predicción de enfermedades en la caña de azúcar con la información de variables meteorológicas críticas, como la temperatura óptima, la humedad relativa y la duración de esta última en la hoja en la evolución de las infecciones, permiten contener las amenazas y se evitan graves pérdidas económicas (55. Selvakumar R, Viswanathan R. Sugarcane rust: changing disease dynamics and its management. Journal of Sugarcane Research. 2019; 2 (9): 97-118.). Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, la disminución del rendimiento causado por la roya parda y otras enfermedades menores deben abordarse mediante un enfoque sistemático.
La roya parda en Cuba causó epidemias en los cultivares 'B4362' y 'Ja60-5', debido a la gran superficie plantada en el país con estos cultivares y la susceptibilidad de ambas a P. melanocephala, por lo que el Ministerio de la Agricultura redujo al 20 % de la superficie plantada de un cultivar en las unidades productoras de caña de azúcar (66. La O M, Perera MF, Bertani PR, Acevedo R, Arias ME, Casas MA, et al. An overview of sugarcane brown rust in Cuba. Scientia Agricola. 2018; 75 (3): 233-238.). No obstante, dado que el comportamiento de la severidad de la enfermedad, puede variar de un año a otro según las variables meteorológicas, se mantiene una estrecha vigilancia en todas las áreas cañeras.
El objetivo del trabajo fue evaluar la severidad de P. melanocephala en hojas de seis cultivares de caña de azúcar más extendidos en la zona de Mayabeque, Cuba.
Materiales y métodos
⌅El estudio se desarrolló en el bloque experimental de la Unidad Empresarial de Base Instituto de Investigaciones de la Caña de Azúcar Mayabeque (UEB INICA Mayabeque) (latitud norte: 22º 47´ 12´´ y longitud oeste: 82º 23´ 13´´), en el municipio Quivicán, provincia Mayabeque, Cuba; sobre un suelo Ferralítico Rojo típico (77. Hernández A, Pérez JM, Bosch D, Castro N. Clasificación de los suelos de Cuba. La Habana, Cuba. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas - Instituto de Suelos. 2015. 92 p.).
El experimento se estableció en parcelas de 48 m2 (cuatro surcos de 7,5 m de longitud separados a 1,6 m), distribuidos al azar y sin repeticiones, en agosto de 2018 con seis cultivares de caña de azúcar con diferentes grados de reacción a la roya parda: 'CP52-43' (intermedia), 'C86-12' (intermedia), 'C86-56' (resistente), 'C90-469' (intermedia), 'C323-68' (susceptible) y 'C1051-73' (intermedia). Bordeando el mismo, como fuente de inóculo de P. melanocephala, se plantó el cultivar 'C86-16'. La cosecha se realizó en abril del 2020 en caña planta y en abril de 2021 como soca.
En los dos surcos centrales de cada parcela se seleccionaron, al azar, diez tallos en la etapa de caña planta a los tres, nueve y trece meses de edad; mientras que, en retoño a los tres, seis y nueve meses (Tabla 1). En las plantas elegidas se marcó la hoja + 1, según nomenclatura de Kuijper (88. Dillewijn CV. Botánica de la caña de azúcar. La Habana, Cuba. Instituto del libro. 1952. 460 pp.).
Las evaluaciones se realizaron cada siete días, donde se observó la posición de la hoja marcada en la planta y la aparición de la enfermedad en cada cultivar. Los grados de infección se determinaron según la metodología descrita por Jorge et al. (99. Jorge H, Bernal NA, Jorge IM, Mesa JM, González F, González A. Selección. En: Jorge H, Jorge IM, Mesa JM, Bernal NA (Eds). Normas y procedimientos del programa de mejoramiento genético de la caña de azúcar en Cuba. La Habana. MINAZ-INICA. 2011. p 147-200.) (Tabla 2).
| Cepas | Inicio del período evaluado | Final del período evaluado | Edad de las plantas (meses) |
|---|---|---|---|
| Planta | 27/11/2018 | 12/02/2019 | 3 |
| 03/05/2019 | 19/07/2019 | 9 | |
| 04/10/2019 | 27/12/2019 | 13 | |
| Soca | 08/07/2020 | 30/09/2020 | 3 |
| 14/10/2020 | 30/12/2020 | 6 | |
| 13/01/2021 | 31/03/2021 | 9 |
| Grados | Descripción |
|---|---|
| 1 | Sin síntomas de la enfermedad. |
| 2 | Manchas cloróticas que pueden tener puntos rojos o marrones los que, en ocasiones, son necrosados. Presencia de pústulas pequeñas (uno a dos milímetros de longitud), rodeadas de áreas de necrosis en forma de parches. |
| 3 | Presencia de pústulas pequeñas o medianas (hasta cinco milímetros de longitud), que, generalmente, se encuentran en islas verdes rodeadas de una banda clorótica o rodeadas de áreas de necrosis en forma de parches. |
| 4 | Presencia de pústulas grandes (hasta de ocho milímetros de longitud) rodeadas de área clorótica, con necrosis en forma de parches. |
| 5 | Presencia de pústulas (mayores de ocho milímetros de longitud) que se unen formando parches. Puede producirse amarillamiento de las hojas, así como necrosis del tejido. |
La severidad de la enfermedad en los cultivares se determinó teniendo en cuenta los grados de infección en cada hoja marcada, según la expresión matemática propuesta por Townsend y Heuberger (1010. Townsend GR, Heuberger JV. Methods for estimating losses caused by diseases in fungicide experiments. Plant Disease Report. 1943; 24: 340-343.):
Donde:
SE: severidad de la enfermedad.
n: número de tallos infectados por cada grado de la enfermedad.
v: grado de la escala.
i: mayor grado de la escala.
N: total de muestras.
En la comparación de los porcentajes de severidad de la enfermedad en las plantas seleccionadas con el número de evaluación, cultivares, posición de las hojas y la edad (meses) se utilizó una prueba de Kruskal-Wallis (p≤ 0,05) producto a que la variable severidad de la enfermedad no se ajustó a una distribución normal y se utilizó con el paquete estadístico InfoStat, versión 2015.
Resultados
⌅La severidad promedio de la enfermedad aumentó a medida que las hojas marcadas envejecieron, pero solamente hubo diferencias significativas a los tres y trece meses de edad en caña planta y a los tres y nueve en soca (Tabla 3). Entre los 21 y 49 días después del marcaje de las hojas la severidad se mantiene estable hasta que las hojas se secan.
| Número de evaluación | Caña planta | Caña soca | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tres meses | Nueve meses | Trece meses | Tres meses | Seis meses | Nueve meses | |
| Medianas | Medianas | Medianas | Medianas | Medianas | Medianas | |
| 1 | 37,50 a | 45,83 a | 25,42 a | 33,33 a | 45,83 a | 25,42 a |
| 2 | 37,50 a | 45,83 a | 25,83 a | 33,33 a | 45,83 a | 25,83 a |
| 3 | 37,50 a | 45,83 a | 45,83 b | 33,33 a | 50,00 a | 45,83 b |
| 4 | 45,83 ab | 50,00 a | 45,83 b | 50,00 ab | 50,00 a | 45,83 b |
| 5 | 54,17 ab | 50,00 a | 45,83 b | 54,17 ab | 50,00 a | 45,83 b |
| 6 | 58,33 ab | 50,00 a | 45,83 b | 58,33 b | 50,00 a | 45,83 b |
| 7 | 58,33 ab | 50,00 a | 45,83 b | 58,33 b | 50,00 a | 45,83 b |
| 8 | 62,50 b | 50,00 a | 45,83 b | 58,33 b | 50,00 a | 45,83 b |
| 9 | 62,50 b | 50,00 a | 45,83 b | 58,33 b | 50,00 a | 45,83 b |
| 10 | 62,50 b | 50,00 a | 45,83 b | 58,33 b | 50,00 a | 45,83 b |
| 11 | 62,50 b | 50,00 a | 45,83 b | 58,33 b | 50,00 a | 45,83 b |
| 12 | 62,50 b | 50,00 a | 45,83 b | 58,33 b | 50,00 a | 45,83 b |
La severidad promedio de la enfermedad, en los cultivares evaluados, tuvo un comportamiento similar en cuanto a las cepas evaluadas (Fig. 1). Los valores más altos los alcanzaron 'C323-68' y 'C90-469', lo que puede estar relacionado con la susceptibilidad de estos a P. melanocephala.
La infección de P. melanocephala comienza a partir de la posición + 1 de la hoja marcada, con incrementos de la severidad en el tiempo, tanto al cambiar la posición de la hoja en el tallo (Fig. 2), como al aumentar el número de evaluación (Fig. 3). Sin embargo, en las dos cepas estudiadas (planta y soca) la severidad disminuyó con el aumento de la edad de la plantación (Fig. 4). Esta situación puede estar relacionada con la etapa de desarrollo de las plantas donde los cultivares desarrollan mayor susceptibilidad a la enfermedad.
Discusión
⌅El comportamiento diferenciado de los cultivares ante la roya parda en este estudio pudo estar relacionado con la susceptibilidad de estos al hongo. Al respecto, Montalván et al. (1111. Montalván J, Alfonso I, Rodríguez E, Puchades Y, Rodríguez J, Aday O, et al. Evaluación de la resistencia a roya parda de la caña de azúcar en Cuba. Centro Agrícola. 2018; 45 (2): 47-54.) categorizaron a 'C86-56' como altamente resistente a la enfermedad, 'C1051-73' y 'C86-12' resistentes y 'C323-68' susceptible, luego de cuantificar el número de pústulas presentes en la posición + 3 de la hoja. Esta condición fue ratificada por González (1212. González RM. Variedades de caña de azúcar cultivadas en Cuba. Cronología, legislación, metodologías y conceptos relacionados. La Habana, Cuba. ICIDCA. 2019. 216 p.), el cual, además, informó que 'CP52-43' y 'C90-469' tienen reacción intermedia a P. melanocephala.
Los resultados expuestos son semejantes a los obtenidos por Aday et al. (1313. Aday OC, Montalván J, Delgado J, Puchades Y, Rodríguez EL. Progreso de las enfermedades roya parda y roya naranja de la caña de azúcar en Cuba. Centro Agrícola. 2021; 48 (3): 60-70.), donde el cultivar 'C323-68' mostró los valores más altos de superficie foliar afectada por P. melanocephala en parcelas plantadas en el período de agosto a diciembre. La curva de progreso de la roya parda se comportó similar a la superficie foliar afectada, disminuyendo la intensidad de los síntomas en las evaluaciones efectuadas desde abril hasta septiembre. Las variables meteorológicas (temperaturas y humedad relativa) favorecen la producción de urediniosporas y desarrollo de la infección, fundamentalmente, durante los meses menos lluviosos y con temperaturas frescas (desde diciembre hasta abril); mientras que, la ocurrencia de intensas lluvias tiene un efecto negativo, al lavar las esporas en las hojas.
Estos resultados ratifican lo expuesto por Alfonso et al. (1414. Alfonso I, Cornide MT, Sandoval I, Rodríguez J, Ojeda E, Vallina J. Sistema evaluativo de la resistencia a las principales enfermedades de la caña de azúcar en Cuba. Roya (Puccinia melanocephala Sydow. & P. Sydow). Revista Cuba & Caña. 1999-2000: 33-42.), sobre el comienzo de la infección del hongo en las hojas desde que estas ocupaban la posición 0 en las plantas, según la nomenclatura de Kuijper (88. Dillewijn CV. Botánica de la caña de azúcar. La Habana, Cuba. Instituto del libro. 1952. 460 pp.). Con reinfecciones en los 14 días posteriores; así como la edad del cultivo donde se muestran los mayores valores de superficie ocupada por pústulas en las hojas (entre los tres y seis meses). Sin embargo, Chaulagain et al. (1515. Chaulagain B, Small IM, Shine JM, Raid RN, Rott P. Predictive modeling of brown rust of sugarcane based on temperature and relative humidity in Florida. Phytopathology. 2021; 111 (8): 1401-1409. DOI: http://doi.org/10.1094/PHYTO-02-20-0060-R.), observaron que la infección producida por P. melanocephala comenzó en la hoja + 1 en el mes de enero, lo que corresponde a la temporada de invierno, variando este comportamiento en los meses siguientes según la edad del cultivo.
En este mismo sentido, Hamada et al. (1616. Hamada E, Angelotti F, Do Valle RR, Mario A. Prospecting brown rust of sugarcane in São Paulo-Brazil under climate change scenarios. Agrometeoros, Passo Fundo. 2022; (30):1-10.), observaron porcentajes de infecciones más altos provocados por P. melanocephala con valores elevados de humedad relativa y bajos de temperaturas, los cuales, en Cuba, se producen en la época de frío y el período poco lluvioso del año. En efecto, la enfermedad se manifiesta, principalmente, en cañaverales entre los dos y seis meses de edad, aunque cuando los cultivares son susceptibles es posible observar síntomas durante todo el desarrollo de la planta (1717. Montalván J, Alfonso I, Rodríguez E, Pouza I, Fernández Y, Torres I, Valdés E. Utilización de variables cuantitativas para evaluar la resistencia a la enfermedad roya parda, de la caña de azúcar. ICIDCA sobre los derivados de la caña de azúcar (Cuba). 2021; 55 (1): 3-7., 1818. Kecha M. Assessment of Sugarcane Brown Rust (Puccinia melanocephela) disease intensity in Finchaa Sugar Estate, Horo – Guduru Wollega, Oromia, Ethiopia. International Journal of Biochemistry, Biophysics & Molecular Biology. 2020; 5 (2): 39-43., 1919. Bertani RP, Funes C, Joya CM, Gutierrez H, Chaves S, Lobo JA, et al. Sanidad del cultivo de la caña de azúcar. Reporte Agroindustrial. 2021; 230: 9 p., 2020. Zhang RY, Shan HL, Yang K, Wang XY, Cang XY, Wang CM, et al. Identification of brown rust resistance in the field and detection of the Bru1 gene in sugarcane varieties. Crop Breeding and Applied Biotechnology. 2021; 21 (2): 1-9.). El agente causal de la roya parda es altamente infeccioso por su capacidad de diseminarse fácilmente, produciendo varias generaciones en un ciclo del cultivo y liberando esporas al medio entre los 10 y 14 días a partir de cada sitio de infección durante el crecimiento del cultivo (2121. Morales CC, Hamada E, Madariaga HL, Rago AM. Impacto del cambio climático sobre la enfermedad roya marrón de la caña de azúcar de Argentina. Journal of Hyperspectral Remote Sensing. 2022; 2 (1): 28-37.); por lo tanto, los resultados mostrados ratifican lo anteriormente señalado.
Finalmente, Selvakumar y Viswanathan (55. Selvakumar R, Viswanathan R. Sugarcane rust: changing disease dynamics and its management. Journal of Sugarcane Research. 2019; 2 (9): 97-118.) plantearon que, en distintos países, el desarrollo de la roya parda está muy relacionado con el cultivar y los factores ambientales. En los primeros meses de desarrollo del cultivo la severidad se incrementa rápidamente y disminuye con el aumento de la edad del cultivo. Los mayores valores se detectaron entre los cuatro y siete meses de desarrollo de las plantas, aunque la época de plantación condiciona la expresión de los síntomas (2222. Lemos MA, Grade AC, Ruaro L, Faier R, Augusto R, Silveira ES. Reaction of sugarcane genotypes to brown and to orange rust by leaf whorl inoculation. Ciência Rural. 2020; 50 (7): 1-4., 2323. Kecha M. Assessment of Sugarcane Brown Rust (Puccinia melanocephela) Disease Intensity in Finchaa Sugar Estate, Horo – Guduru Wollega, Oromia, Ethiopia. International Journal of Biochemistry, Biophysics & Molecular Biology. 2020; 5 (2): 39-43.).
Conclusiones
⌅-
La severidad de la enfermedad en las hojas de las plantas aumenta hasta alcanzar valores prácticamente estables en su senescencia.
-
La infección de la enfermedad en las plantas comienza a partir de la posición +1 de la hoja y con el envejecimiento de las hojas aumenta la severidad, pero esta disminuye con el aumento de la edad de la plantación.