Estrategias precosecha durante la cosecha y poscosecha para producción orgánica de frutas y hortaliz

Integración de estrategias de biocontrol en la producción orgánica de cultivos hortícolas “Integration of biocontrol strategies into organic production of horticultural crops”

R.K. Prange, pranger@agr.gc.ca

Indice Resumen Introducción Definiciones de Peste, Pesticida Biopesticida, Agente de Bio Control y Sustancias Orgánicas permitidas Mejorando el Biocontrol Poscosecha mediante combinaciones con otras tecnologías orgánicamente aceptables

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Conclusiones

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Resumen Gran parte de la investigación y desarrollo en tecnologías aceptables para la producción orgánica se han orientado a la precosecha. Ha habido pocos esfuerzos para proporcionar nuevas tecnologías poscosecha para los productos orgánicos, resultando en una disponibilidad insuficiente de métodos poscosecha para frutas y hortalizas orgánicas. La mayor necesidad es desarrollar estrategias para controlar las enfermedades poscosecha. En algunos productos existe una necesidad adicional de reemplazar los productos químicos que se utilizan para el control poscosecha de enfermedades y plagas; algunos de los cuales pueden no estar más disponibles, por ej., la difenilamina en USA luego de mayo 2010. El control de enfermedades poscosecha aceptable orgánicamente va a depender de la introducción de biopesticidas y agentes de biocontrol antifúngicos. Los términos “biopesticida” y “agente de biocontrol” serán definidos y comparados.

Se analizarán los conceptos de eficacia y aceptabilidad para la producción orgánica; por ejemplo, la aprobación de un biopesticida o de un agente de biocontrol no garantiza la eficacia o la aceptabilidad en la producción orgánica. Aumentar la eficacia mediante la combinación de biopesticidas o agentes de biocontrol con otras tecnologías no químicas “orgánicamenteaceptadas” deberá ser incentivada. Recientes avances en tecnología de Atmósfera Controlada (AC), por ejemplo, la AC Dinámica (ACD o, del inglés, DAC) serán comentadas dado se sabe que la tecnología CA, dependiendo del producto, puede mantener la calidad así como reducir las podredumbresy(o eliminar el uso de productos químicos que controlen los insectos y los desórdenes. Otras tecnologías poscosecha no químicas que pueden ser exitosas serán también comentadas, por ej., el tratamiento UV-C, tratamiento por calor, superficies antimicrobianas. Se necesita más investigación en cada una de estas tecnologías, tanto individualmente como combinadas.

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Introducción Los operadores de almacenamiento que manejan frutas y hortalizas orgánicas no pueden usar un productos químicos no aprobados o tratamientos que se usan ampliamente en productos convencionales. Mucha de la investigación y desarrollo de tecnologías aceptables orgánicamente han estado orientadas a la precosecha.

Ha habido pocos esfuerzos para proporcionar nuevas tecnologías poscosecha para productos orgánicos, resultando en insuficientes métodos poscosecha disponibles para frutas y hortalizas orgánicas. La mayor necesidad es desarrollar estrategias para controlar las podredumbres poscosecha. En algunos productos existe una necesidad adicional de reemplazar productos químicos que se usan para el control de desórdenes poscosecha o infestación de insectos; algunos de los cuales pueden no estar más disponibles, por ejemplo, la difenilamina en EU después de mayo 2010.

El control de enfermedades poscosecha orgánicamente aceptable dependerá de la introducción de biopesticidas efectivos y de agentes antifúngicos de biocontrol. El propósito de este trabajo es tratar de definir y compara los términos “biopesticida” y “agente de biocontrol” y revisar la eficacia y aceptabilidad para la producción orgánica, es decir, que la aprobación de un biopesticida o de un agente de biocontrol no garantiza la eficacia.

Definiciones de “Peste”, “Pesticida”, “Biopesticida”, “Agente de Bio Control” y “Sustancias Orgánicas permitidas” Una “peste” es un animal, planta u otro organismo que es dañino, nocivo o problemático, ya sea directa o indirectamente, y también cualquier condición o función orgánica del animal, planta u otro organismo que resulte dañina, nociva o problemática (Department of Justice Canada, 2011). Un “pesticida” es cualquier sustancia que tenga por objetivo prevenir, destruir, repeler o mitigar cualquiera de estas pestes. El término “pesticida” abarca insecticidas, herbicidas, fungicidas y varias otras sustancias usadas para controlar pestes y (bajo las leyes de USA y de Canadá), reguladores de plantas, defoliantes y deseccantes (U.S. Environmental Protection Agency, 2011a). Los

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“biopesticidas” son posibles candidates para ser usados en producción orgánica debido a que derivan de materiales naturales tales como animales, plantas, bacterias y ciertos minerales (U.S. Environmental Protection Agency, 2011b). Usando la definición de la U.S. Environmental Protection Agency (EPA) de biopesticida, existen tres grupos principales:

1) Pesticidas microbianos, que consisten de un microorganism (es decir, bacteria, hongo, virus, o protozoo) como ingrediente activo.

2) Protectores incorporados a las plantas (Plant-Incorporated-Protectants, PIPs) que son sustancias con efecto pesticide que las plantas producen de material genético que se ha añadido a la planta, como la inserción del gen para la proteína insecticida Bt en el material genético de la planta. Es importante notar que este grupo es aceptable en producción convencional pero no en producción orgánica.

3) Pesticidas bioquímicos que son sustancias que se encuentran en la naturaleza que controlan pestes por mecanismos no tóxicos, como minerales, ácidos grasos, feromonas sexuales de los insectos compuestos vegetales aromáticos que atraen insectos peste a trampas y reguladores del crecimiento de las plantas. A veces es difícil determinar cuándo una sustancia es un biopesticida bioquímico y esta decisión puede variar entre jurisdicciones políticas. En USA existe un comité especial de la EPA para tomar tales decisions

En USA, los biopesticidas aprobados por EPA están listados en su web (U.S. Environmental Protection Agency, 2011c), a pesar de que solo un pequeño número de estos pueden tener una aplicación poscosecha potencial (Cuadro 1). Existe un acceso limitado a estos biopesticidas fuera de USA y solo un pequeño número de los productos aprobados por EPA están también aprobados en otros países. Dependiendo de la regulación en cada país, el uso de un biopesticida no registrado o fruta u hortaliza importada pueden ser usados como una barrera al comercio no tarifaria.

“Agente de biocontrol” es un término científico, no un término regulatorio o legalmente definido, que es un sinónimo del Grupo 1 y algunos del Grupo 3

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de biopesticidas tal como se define más arriba. Esta definición de “agente de biocontrol” excluye los biopesticidas del Grupo 2 y los biopesticidas del Grupo 3 que son compuestos basados en minerales. Esta es un área muy activa de investigación y descubrimiento y se proporcionan solo algunos ejemplos de agentes de biocontrol microbianos conocidos actualmente (Cuadro 2) o agentes de biocontrol bioquímico (Cuadro 3).

La definición de “Sustancias orgánicas permitidas” (Permitted organic substances) varía con la jurisdicción. La Federación Internacional de Movimientos Orgánicos (International Federation of Organic Movements, IFOAM) ha establecido estándares básicos (http://www.ifoam.org/about_ifoam/standards/norms.html) pero cada jurisdicción política puede preparar su propia lista, como, por ejemplo, US (http://www.ams.usda.gov/AMSv1.0/nop), EU (Commission Regulation (EC) No 889/2008 (http://eurlex.europa.eu/JOHtml.do?uri=OJ:L:2008:250:SOM:EN:HTML), UK (Guidance Document on European Union Organic Standards at: http://www.businesslink.gov.uk/), Canadá (http://www.organicagcentre.ca/Standards/std_canadian.asp).

El Cuadro 4 muestra una lista compuesta de sustancias orientadas a la poscosecha de productos orgánicos.

En base a la comparación de arriba de biopesticidas, agentes de biocontrol y sustancias orgánicas permitidas, está claro que son distintos y que hay muy pocos agentes de biocontrol que estén incluidos en las tres esferas (Figura 1). Actualmente hay solo cerca de 10 a 25 agentes de biocontrol que cuadren en las tres esferas.

Mejorando el Biocontrol Poscosecha mediante combinaciones con otras tecnologías orgánicamente aceptables La adopción de un agente de biocontrol no está garantizada después de su aprobación. En muchas jurisdicciones la aprobación no garantiza la eficacia, que puede ser pobre o variable. Los agentes de biocontrol pueden también ser costosos. Para mejorar la eficacia del agente de biocontrol puede

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ser útil combinarlo con otra tecnología poscosecha “orgánica”. La atmósfera controlada (AC) es una tecnología efectivaque puede reducir la pérdida de calidad pocosecha en varias frutasy hortalizas. Una mejora reciente, la AC dinámica, es aún más efectiva en controlar ciertos desórdenes poscosecha, por ejemplo, el escaldado superficial en manzanasy peras, eliminando así la necesidad de tratamiento poscosecha químico (Prange et al., 2010). Existe algo de investigación en el efecto de combiner AC con agents de biocontrol y otras estrategias complementarias para mejorar la eficacia (Prange et al., 2005; Schotsmans et al., 2008) pero se necesita más investigación. Existen un número de elicitores (promotores) químicos (chemical elicitors), por ej. El ácido salicílico, el ácido giberélico, el ácido jasmónico, el metil jasmonato, acibenzolar, CO2, citoquininas, y elicitores físicos, como calor, radiación UV-C, de la resistencia natural a las enfermedades (Terry and Joyce, 2004). Con la posible excepción del acibenzolar, todos estos Elicotires son aceptables en producción orgánica.

Combinando estos elicitores con agentes de biocontrol puede ser beneficioso pero esto no es enteramente predecible. Por ejemplo, Conway et al. (2004, 2005) ha mostrado que la estrategia de combiner agentes de biocontrol tolerantes al calor con tratamiento por calor y/o biocarbonato puede proporcionar una estrategia efectiva para controlar la podredumbre pososecha en manzana.

Existen numerosos informes de investigacions sobre los efectos benéficos de la radiación UV-C, dependiendo de la aplicación de la dosis apropiada. Por ejemplo, controla podredumbre en pomelo sin afactar la calidad (D’hallewin et al., 2000) y controla tanto podredumbre como daños por frío en melocotones (Gonzales-Aguilar et al., 2004).

Una nueva área de investigación involucra las superficies antimicrobianas.

Mucha de esta investigación está enfocada a reducir la incidencia de infecciones adquiridas en hospitales incluyendo cobre y plata (Page et al., 2009).

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Por ejemplo, volviendo al uso de los recipients de cobre, los recipientes que contienen agua reducen Escherichia coli y bacterias coliformes en un 90% si el agua se deja durante una noche y el 100% si está 48 horas, mientras que no hay efecto en contenedores de plástico o de aluminio (Tandon et al., 2005). El recubrimiento con vidrio líquido utrafino (SiO2) es un nuevo producto que también es prometedor (Nanopool GmbH, www.nanopool.eu). Este recubrimiento que se pulveriza en un grosor de aproximadamente 80-100 nm y es muy flexible. Es hidro y lipofóbico y es antimicrobiano y fungistático.

Los productores y los almacenes que trabajan frutas y hortalizas orgánicas no solo no pueden usar productos químicos no aprobados o tratamientos que se utilizan ampliamente en productos cultivados convencionalmente, sino que también existen menos tecnologías pre y poscosecha disponibles para uso en orgánicos, comparados con frutas y hortalizas convencionales. La mayor necesidad es desarrollar estrategias para controlar enfermedades y desórdenes poscosecha. Se comentarán avances recientes en la tecnología de las atmósfera controlada (AC; CA en inglés), por ej., las AC Dinámicas (DCA), dado que la AC es una tecnología conocida que, dependiendo del producto, puede mantener la calidad así como reducir y/o eliminar el uso de agroquímicos

para

controlar

insectos

y enfermedades.

También se

comentarán otras tecnologías poscosecha no químicas que pueden ser muy útiles, como por ejemplo el etileno y otras técnicas para controlar la brotación, los

tratamientos

UV-C,

los

tratamientos

por

calor,

las

superficies

antimicrobianas, y los volátiles naturales. Es necesaria más investigación en cada una de estas tecnologías, tanto individualmente como en combinación.

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CONCLUDING REMARKS No todos los biopesticidas y agentes de biocontrol son compatibles con la producción “orgánica”.

El número de agentes de biocontrol aprobados para uso poscosecha es aún muh bajo y no refleja la información científica disponible. Aumentar este número dependerá de aumentar los fondos disponibles, tanto de las empresas como de las agencias gubernamentales.

La eficacia y efectividad de costes de los agentes de biocotrol neceistará aumentarse a través de la combinación de los agentes de biocontrol con otros métodos y tecnologías.

Cuadro 1. Ejemplos de biopesticidas para el control de enfermedades de U.S.A. De, http://www.epa.gov/pesticides/biopesticides/ingredients/index.htm Biopesticidas de uso en poscosecha generales Proteínas Harpin y αβ Harpin Arcilla caolinita Biopesticidas poscosecha antimicrobianos Monoésteres de ácidos grasas y glycerol/propanodiol Peróxido de hidrógeno Extracto hidrolizado de levadura Saccharomyces cerevisiae) Biopesticidas poscosecha antifúngicos Bacillus subtilis cepa QST 713 Coniothyrium minitans CON/M/91-08 Diallyl sulfides (DADs) Acidos L-glutámico y aminobutírico (GABA) y bicarbonato de K y bicarbonato de Na Fosfato dihidrógeno de K (K dihydrogen phosphate) Pseudomonas syringae (varios aislamientos) Biosurfactante Rhamnolípido Trichoderma harzianum (varios aislamientos)

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Cuadro 2 - Ejemplos de agentes potenciales de biocontrol microbianos para enfermedades poscosecha, adaptado de Copping, L.G. 2009. The Manual of Biocontrol Agents, 4th ed., BCPC, U.K.

Brevibacillus brevis Candida oleophila aislamiento I-82* C. saitoana* Clonostachys rosea f. catenulate aislamiento J1446* Coniothyrium minitans aislamiento CON/M/91-08* Cryptococcus albidus Muscodor albus aislamiento QST 20799* Pseudomonas syringae aislamiento ESC-10 y ESC-11* Talaromyces flavus aislamiento Y-9401* Trichoderma harzianum aislamiento T-22; isolate T-39*; aislamiento TH 35 +TH 315*; aislamiento ATCC 30475 + T. viride ATCC 20476*; aislamiento IMI 206040/ATC 20476 + T. polysporum IMI 206039/ATCC 20475* * = aprobado para agricultura orgánica en al menos una jurisdicción Cuadro 3. Agentes potenciales bioquímicos de biocontrol para enfermedades poscosecha – ejemplos adaptados de Copping, L.G. 2009. The Manual of Biocontrol Agents, 4th ed., BCPC, U.K. Azadirachtina (neem)* Cinnamaldehido* Acido cítrico y aceite de menta* Aceite de semillas de algodón + aciete de maíz + aceite de ajo* Acidos grasos (ácido oléico)* Acido L-glutámico acid + ácido γ–aminobutírico* ProteínaHarpin αβ y Harpin Aceite de jojoba* Kasugamicina Hidrato hidroclorhídrico de kasugamicina (Kasugamycin hydrochloride hydrate) Extracto de Macelaya (ornamentals)* Mildiomicina (Mildiomycin) (ornamentales) Milsana (extracto de giant knotweed)* Natamicina (bulbos ornamentals) Aceites esenciales de plantas 2* Poly-D-glucosamina* Polioxina B Aceites de romero, tomillo y clavo* Saponina* Validamicina Hidrolizado de extractos de levaduras * * = aprobado para agricultura orgánica en al menos una jurisdicción

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Cuadro 4 – Selección de sustancias permitidas en producción orgánica orientadas a la poscosecha, de: http://www.fao.org http://www.ams.usda.gov/ www.tpsgc-pwgsc.gc.ca

Acido ascórbico Biopesticidas (no todos) Materiales con Ca Materiales con Cl Etileno Etanol Sabores (= aceites esenciales) H2O2 Arcilla caolinita Materiales con Mg Ozono O2, N2 y CO2 (= almacenamiento en atmósfera controlada o modificada) Acido fosfórico Materiales con K Materiales con Na SO2 Ceras Tocoferoles

Fig. 1. Biopesticidas ≠ Agentes de biocontrol ≠ Sustancias orgánicas permitidas

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BIBLIOGRAFIA Conway, W.S., Leverentz, B., Janisiewicz, W.J., Blodgett, A.B., Saftner, R.A. and Camp, M.J. 2004. Integrating heat treatment, biocontrol and sodium bicarbonate to reduce postharvest decay of apple caused by colletotrichum acutatum and penicillium expansum. Postharvest Biol. Technol. 34:11-20.

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