Epidemiologia i optimització del control de Polystigma amygdalinum, agent causal de la taca ocre de l’ametller

Abstract

La taca ocre de l’ametller, causada pel fong ascomicet Polystigma amygdalinum, és actualment una de les malalties foliars més importants d’aquest cultiu en la conca mediterrània i particularment a Espanya. L’expansió del cultiu de l’ametller a nous emplaçaments, així com el repte d’intensificar el model de producció, es relaciona amb l’augment en la incidència que aquesta malaltia ha experimentat en les últimes dècades. Entre les possibles estratègies de control de la taca ocre, l’aplicació periòdica de fungicides és actualment la pràctica més emprada. No obstant, l’ús indiscriminat de fungicides té un impacte negatiu sobre el medi ambient, així com en la salut humana, motiu pel qual es recomana limitar la seva utilització als nivells estrictament necessaris. La present tesi doctoral es planteja amb l’objectiu d’optimitzar el control de la taca ocre de l’ametller a partir de l’estudi de l’epidemiologia de P. amygdalinum i la seva modelització. En primer lloc, en el Capítol 1 hem avaluat l’eficàcia d’una àmplia gamma de productes fungicides pel control de la malaltia, així com diverses estratègies d’aplicació. Els resultats mostren una major eficàcia dels productes sistèmics en comparació als productes de contacte. La incorporació d’un criteri meteorològic per programar les aplicacions fungicides resulta en una eficàcia en el control de la taca ocre similar a l’obtinguda amb l’estratègia tradicional d’aplicacions periòdiques, però alhora permet una reducció considerable en el nombre total de tractaments. Per contribuir a la millora en el coneixement de l’epidemiologia del patogen, en el Capítol 2 hem monitorat l’inòcul aeri de P. amygdalinum durant tres temporades de cultiu, mitjançant tècniques moleculars de PCR quantitativa. Els resultats mostren que, en les condicions de cultiu de l’ametller a la zona de Lleida, la presència d’ascòspores aerovagants es correlaciona positivament amb les temperatures mitjanes suaus, d’entre 10 i 20 ºC, i amb variables relacionades amb la humitat i la precipitació. Així mateix, s’ha observat que el progrés setmanal de la malaltia es correlaciona positivament amb temperatures mitjanes superiors a 20 ºC. El progrés setmanal dels símptomes s’ha explicat mitjançant les equacions de Gompertz, monomolecular i logística, com a models per descriure l’avanç de la incidència de la malaltia. Finalment, en el Capítol 3 hem desenvolupat un model epidemiològic per predir la dinàmica estacional de l’inòcul aeri de P. amygdalinum en funció de variables meteorològiques acumulades. La integració del model en un sistema de suport a la presa de decisions, per determinar l’inici i el final del període de protecció, ha permès reduir el nombre de tractaments fitosanitaris entre un 46 % i un 68 %,en comparació amb l’estratègia tradicional amb aplicacions periòdiques, amb una lleugera disminució en el control de la malaltia. Els resultats d’aquesta tesi representen un pas important en l’optimització del maneig de la taca ocre de l’ametller i contribueixen al desenvolupament d’una estratègia de control més específica i sostenible.

La mancha ocre del almendro, causada por el hongo ascomiceto Polystigma amygdalinum, es actualmente una de las enfermedades foliares más importantes de este cultivo en la cuenca mediterránea y particularmente en España. La expansión del cultivo del almendro a nuevos emplazamientos, así como el desafío de intensificar el modelo de producción, se relaciona con el aumento en la incidencia de esta enfermedad en las últimas décadas. Entre las posibles estrategias de control de la mancha ocre, la aplicación periódica de fungicidas es actualmente la práctica más utilizada. Sin embargo, el uso indiscriminado de fungicidas tiene un impacto negativo en el medio ambiente, así como en la salud humana, motivo por el cual se recomienda limitar su empleo a los niveles estrictamente necesarios. La presente tesis doctoral se plantea con el objetivo de optimizar el control de la mancha ocre del almendro a partir del estudio de la epidemiología de P. amygdalinum y su modelización. En primer lugar, en el Capítulo 1 hemos evaluado la eficacia de una amplia gama de fungicidas para el control de la enfermedad, así como diversas estrategias de aplicación. Los resultados muestran una mayor eficacia de los productos sistémicos, en comparación con los productos de contacto. La incorporación de un criterio meteorológico para programar las aplicaciones fungicidas resulta en una eficacia en el control de la mancha ocre similar a la obtenida con la estrategia tradicional con aplicaciones periódicas, al mismo tiempo que reduce notablemente el número total de tratamientos. Para contribuir a la mejora en el conocimiento de la epidemiología del patógeno, en el Capítulo 2 hemos monitorizado el inóculo aéreo de P. amygdalinum durante tres temporadas de cultivo, mediante técnicas moleculares de PCR cuantitativa. Los resultados muestran que, en las condiciones de cultivo del almendro en la zona de Lleida, la presencia de ascosporas aerovagantes se correlaciona positivamente con las temperaturas medias suaves, entre 10 y 20 ºC, así como con variables relacionadas con la humedad y la precipitación. Así mismo, se ha observado que el progreso semanal de la enfermedad se correlaciona positivamente con las temperaturas medias superiores a 20 ºC. El progreso semanal de los síntomas ha sido explicado mediante las ecuaciones de Gompertz, monomolecular y logística, como modelos para describir el avance de la incidencia de la enfermedad. Finalmente, en el Capítulo 3 hemos desarrollado un modelo epidemiológico para predecir la dinámica estacional del inóculo aéreo de P. amygdalinum en función de variables meteorológicas acumuladas. La integración del modelo en un sistema de apoyo a la toma de decisiones, para determinar el inicio y el final del período de protección, ha permitido reducir el número total de aplicaciones entre un 46 % y un 68 %, comparado con la estrategia tradicional de aplicaciones periódicas, con una ligera disminución en el control de la enfermedad. Los resultados de esta tesis representan un paso importante en la optimización del manejo de la mancha ocre del almendro y contribuyen al desarrollo de una estrategia de control más específica y sostenible.

Red leaf blotch of almond, caused by the ascomycete Polystigma amygdalinum, is currently one of the most important foliar diseases affecting almond crops in the Mediterranean basin, particularly in Spain. In recent decades, its incidence has worryingly increased, which has been associated with the expansion of almond plantations to new locations, as well as with the change towards more intensive production models. Among the possible approaches to control almond red leaf blotch, the periodic application of fungicides is currently the most commonly used practice. Nevertheless, the indiscriminate use of fungicides has a negative impact on the environment and human health, so it is recommended to limit their usage to strictly necessary levels. This PhD thesis aimed to optimize the control of almond red leaf blotch through the study of P. amygdalinum epidemiology and its modelling. First, in Chapter 1 we evaluated the efficacy of a wide range of fungicide products for the control of the disease, as well as different application strategies. Our results demonstrate that systemic products perform better against red leaf blotch than contact products. When a meteorological criterion is further incorporated into the fungicide application programming, this results in a control efficacy similar to that obtained with the traditional strategy with periodic applications, while the total number of required applications is notably reduced. To expand the knowledge of the pathogen’s epidemiology, in Chapter 2 the airborne inoculum of P. amygdalinum was monitored using molecular methods (quantitative PCR) over three growing seasons. Under the almond-growing conditions of Lleida, NE Spain, positive correlations between the presence of airborne ascospores and mild average temperatures, between 10 and 20 ºC, were observed, as it occurred with variables related to humidity and precipitation. Likewise, positive correlations were observed between the weekly disease progress and average temperatures higher than 20 ºC. To describe the disease progress over time, Gompertz, monomolecular and logistic equations were used to model the weekly progress of red leaf blotch incidence. Finally, in Chapter 3 we developed an epidemiological model to predict the seasonal dynamics of P. amygdalinum airborne inoculum based on accumulated meteorological variables. The integration of this model into a decision support system to set the duration of the protection period has made possible to reduce the number of fungicide applications by 46% to 68%, as compared to the traditional strategy with calendar-based periodic applications, which resulted in a low decrease in control efficacy. The findings of this PhD thesis mean an important advance in optimizing the management of almond red leaf blotch disease, while contribute towards the use of more sustainable and specific control strategies.