Spatiotemporal dynamics of Bud Rot in palm genotypes of oil in the eastern and southwestern part of Colombia as a base for the risk analysis

Autor: Rivera Lozano, Carlos Mauricio
Přispěvatelé: Tapiero Ortiz, Anibal Leonidas, Ramírez Gil, Joaquín Guillermo, Ecología del Paisaje y Modelación de Ecosistemas, RIVERA LOZANO, CARLOS MAURICIO [https://www.researchgate.net/profile/Carlos-Mauricio-Rivera-Lozano]
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2022
Předmět:
Popis: ilustraciones, gráficas, tablas La Pudrición del Cogollo (PC) es una enfermedad que ha impactado a niveles importantes y negativamente la sostenibilidad de la palmicultura en Colombia. Hasta el momento se han propuesto alternativas de manejo, pero en general, presentan ciertas limitantes técnicas y económicas para su implementación; las mismas proponen elementos que buscan reducir el impacto negativo en la producción, dejando a un lado los modelos epidemiológicos y el análisis de riesgo. En atención a esta circunstancia, el presente trabajo tuvo como objetivo general determinar la dinámica espacio– temporal de la PC y cuantificar factores de riesgo con origen edafoclimático, genético a escala regional, como la respuesta de la interacción de genotipos (Ténera y Híbridos O x G) en dos regiones contrastantes (Tumaco y Villavicencio), base para el análisis de riesgo fitosanitario. Este trabajo se desarrolló durante el periodo comprendido entre el semestre B – 2011 y B – 2014. En la primera fase del estudio se determinó la respuesta de los genotipos Ténera e Híbridos frente a la PC mediante el empleo del área bajo la curva de progreso de la enfermedad escalonada (ABECPE) en el tiempo, las tasas de desarrollo de la enfermedad (R 0 ), y las relaciones de causalidad con los factores edafoclimáticos. A partir de esto se ajustó un modelo de riesgo usando los enfoques de análisis de supervivencia, modelo de riesgos proporcionales (MRP) y probabilidades de transición a partir de modelos de estado de Markov, en condiciones naturales de infección. En una segunda fase de análisis se determinaron las dinámicas espaciotemporales de la PC, mediante ajustes de las curvas de incidencia y severidad a modelos de epidemiologia clásica, y a nivel espacial se utilizó un enfoque de patrones de puntos usando distintos algoritmos: (i) densidades de kernel, (ii) análisis de distancia múltiple (K-Ripley) y (iii) índice de distancia a la regularidad (SADIE). Los resultados de la primera fase indicaron que con base en la variable ABECPE los materiales (Ténera, Híbridos) presentan un comportamiento diferencial y que al incluirlos como parámetro de riesgo este es altamente discriminante. Adicionalmente, mediante el análisis de curvas de sobrevivencia y MRP, se estableció que el riesgo de afección del cultivo de palma de aceite por PC en Tumaco fue 3 veces mayor que lo presentado en Villavicencio e igualmente se determinaron otros factores de riesgo edafoclimáticos. En lo que respecta al análisis temporal, se encontró que las curvas de progreso se ajustan a modelos de tipo logístico y gompertz, y que las herramientas espaciales indicaron baja agregación de la PC, junto con dependencia leve entre focos, y un potencial de dispersión a lo sumo de 30 m. Finalmente, se encontró una leve interacción espaciotiempo. Nuestros resultados presentan un enfoque para establecer un manejo alterno de la PC con base en el análisis de los factores de riesgo epidemiológico, con un enfoque espacio-tiempo apoyado por la simulación de dinámicas temporales. Estos pueden aplicarse al diseño de planes de manejo integrado de la enfermedad, además de su valor académico mediante la utilización de estas herramientas en la gestión de datos epidemiológicos provenientes de otros patosistema. Palabras clave: curvas de supervivencia, modelos temporales, distribución espacial, patrones de punto, epidemiología posmoderna, nuevas herramientas de análisis. (Texto tomado de la fuente). Bud Rot (BR) is a disease that has had a significant and negative impact on the sustainability of oil palm crops in Colombia. Currently, management alternatives have been proposed, but in general, they present certain technical and economic limitations for their implementation; they propose elements that seek to reduce the negative impact on production, leaving aside epidemiological models and risk analysis. In response to this circumstance, the present study had the general objective as to determinate the spatio-temporal dynamics of the BR and quantify the risk factors associated with edaphoclimatic and genetic origin at a regional scale, such as the response of the interaction of genotypes (Ténera and Hybrids O x G) in two contrasting regions (Tumaco and Villavicencio), base for the phytosanitary risk analysis. This work was developed during the period between the semesters B - 2011 and B - 2014. In the first phase of the study, we evaluated the response of the Ténera and Hybrid genotypes against PC by using the area under disease the progress curve of staggered (AUDPCS) over time, development of disease rates (R0), and causal relationships with edaphoclimatic factors. Later, a risk model was fitted using survival analysis approaches, proportional hazards model (PHM), and transition probabilities from Markov state models, under natural infection conditions. In a second phase, the spatiotemporal dynamics of BR were determined by fitting the incidence and severity curves to classical epidemiology models, and at the spatial level, point pattern methods were used using various algorithms: (i) densities kernel, (ii) multiple distance (K-Ripley) and (iii) distance to regularity index (SADIE). The results of the first phase indicated that, based on the AUDPCS variable, the materials (Ténera, Hybrids) present a differential behavior and that by including them as a risk parameter, and highly discriminating. Additionally, through the analysis of survival curves and PHM, it was established that the risk of affection of the oil palm crop by PC in Tumaco was 3 times greater than that presented in Villavicencio and other edaphoclimatic risk factors were also determined. Regarding the temporal analysis, it was found that the progress curves fit logistic and Gompertz-type models, and that the spatial tools show low aggregation of the disease, together with a slight dependence between foci, and a potential dispersion to at most 30 m. Finally, a slight space-time interaction was found. Our results present an approach to establish alternative management of BR based on the analysis of epidemiological risk factors, with a space-time approach supported by the simulation of temporal dynamics. This approach can be applied to the design of integrated disease management plans, in addition to their academic value with these tools in the management of epidemiological data from other pathosystems. Nota aclaratoria Según la normatividad de la Universidad Nacional de Colombia, el formato propuesto por SINAB y en particular la reglamentación establecida para presentación de tesis, el documento final se puede organizar como capítulos, en los cuales se presentan los resultados en formato de artículos científicos. Debido a que cada revista requiere formatos diferentes, es posible que algunos artículos puedan diferir de otros. Sin embargo, se ha buscado que sean presentarlos con las siguientes secciones: introducción, materiales y métodos, resultados y discusión, seguidos de la lista de referencias. Con base en lo anterior el presente trabajo se organizó en cuatro capítulos. En el primero se abordan aspectos generales de la tesis dentro de los cuales se encuentran los siguientes: introducción general, planteamiento del problema, justificación, objetivos, preguntas de investigación, hipótesis y marco teórico. Los dos capítulos siguientes abordan como ejemplo la problemática de la Pudrición del Cogollo (PC) en palma africana, pero cuyo objetivo y justificación principal es el uso y validación de herramientas de epidemiologia posmoderna que incluyen métodos de análisis y cuantificación del riesgo. Igualmente se hace un análisis bajo un enfoque tradicional, en el cual se ajustaron modelos espacio-temporales para caracterizar la epidemia asociada a la PC y realizar pronósticos. Por último, se incluye el capítulo 4, que contiene la discusión, las recomendaciones y la conclusión general del trabajo. Maestría Magíster en Ciencias Agrarias Materiales y métodos Como el objetivo básico de este trabajo fue generar un modelo de riesgo para la PC, se consideró realizar los análisis en dos zonas contrastantes para la enfermedad, en donde se han presentado picos epidémicos altamente diferenciales a lo largo del tiempo (Corredor-Ríos et al., 2008). En este sentido se utilizó la zona de Tumaco ubicada en la macrozona Occidental considerada como un hotspot de la enfermedad, mientras la zona de Villavicencio, en la región palmera Oriental, como un cooldspot para la PC (Corredor Ríos et al., 2008). Estas condiciones contrastantes son la base para lograr identificar factores de riesgo estadísticamente diferenciales y poder medir y cuantificar la cantidad de enfermedad asociada a distintos genotipos como base para lograr determinar un parámetro cuantitativo como factor de riesgo. Descripción de las zonas de estudio En la localidad de Tumaco se utilizó la plantación Palmas de Tumaco (1º29´50” latitud norte 78º44´34” longitud este), ubicada en las llanuras costeras del Pacífico. En términos agroecológicos esta área pertenece a un Bosque Muy Húmedo Tropical (BMH- 30 Dinámica espacio – temporal de la pudrición del cogollo T) (Holdridge, 1967). A nivel biofísicos y edafoclimático presenta una altitud de 24 msnm, precipitación anual acumulada promedio de 3.762 ± 350 mm año 31 -1 , temperatura y humedad relativa media anual de 28ºC ± 4 y 94% ±6; evapotranspiración potencial de 1.023 ± 200 mm año -1 y brillo solar acumulado de 386,4 ± 50 horas año -1 . La precipitación generalmente presenta un comportamiento monomodal, con incremento en los valores acumulados entre los meses de enero a junio, que se reduce entre julio y diciembre (Franco et al., 2012). Durante la realización del estudio la precipitación acumulada promedio fue de 268 ± 75 mm mes -1 , temperatura y humedad relativa media de 26.2ºC ± 4.2 y 86% ± 14 (Boletin climatico IDEAM, 2021). La fisiografía es ondulada, suelos formados a partir de areniscas, lutitas, limonitas arcillas, generando una estructura de drenaje de moderado a imperfecto en las partes altas y muy pobre en las bajas entre colinas, textura arcillosa, alto contenido de aluminio intercambiable, muy baja saturación de bases, pH muy ácido y fertilidad muy pobre (CONIF, 1996). El área circundante a la parcela experimental consistió en lotes de palma de aceite sembrados con el Híbrido OxG. Al iniciarse el registro de datos los genotipos evaluados tenían 23 meses de haberse establecido en campo. El manejo agronómico, fue realizado por el personal de la plantación, mediante labores de fertilización (dos anuales), mantenimiento de la cobertura vegetal, monitoreo de plagas–enfermedades con periodicidad mensual, recolección de fruto y poda de formación. Cuando se detectaron plantas con P.C. grado 4 se realizó cirugía tal como lo indica la recomendación del instituto colombiano agropecuario-ICA. El lote evaluado en esta localidad de Villavicencio estuvo ubicado en el Centro de Investigación La Libertad de Agrosavia (4º05´19” latitud norte – 73º27´16” longitud este), localizado en un área representativa del piedemonte llanero. Este presenta una altitud de 316 msnm, precipitación media anual de 2.933mm ± 250, temperatura media de 26°C ± 4. En términos agroecológicos la región se clasifica como bosque húmedo tropical (Bh-T) (Hodridge, 1967). El régimen de precipitación es de tipo unimodal, iniciando en el mes de abril y terminando en noviembre, y la época seca entre diciembre y marzo (IDEAM, 2021). Dinámica espacio – temporal de la pudrición del cogollo Los suelos poseen un pH moderadamente ácido: 5.0 - 5.9, contenidos medios de P, Ca, Mg, K, S y M.O, moderada saturación de aluminio: 15 – 26%; alta humedad, con textura franco arcillosa, nivel freático alto, suelos denominados de baja fertilidad clasificados como oxisoles. La topografía son de valles aluviales húmedos susceptibles de inundación. Debido a estas características se elaboraron drenajes. La flora circundante consta de bosque de galería. Al oriente y norte, el lote limita con una plantación de palma de aceite con material tipo Ténera. Origen de los genotipos evaluados En este trabajo se utilizaron dos grupos de genotipos. (i) Ténera: híbridos del cruce entre las variedades Dura y Pisífera y (ii) Hibrido (OxG), como el cruzamiento artificial entre palmas de la especie americana (E. oleifera) usadas como madre, con polen de palmas de la especie africana (E. guineensis), generalmente del tipo Pisífera (Bastidas et al., 2007). Diseño experimental de las parcelas de evaluación para el seguimiento de la PC Con el fin de garantizar que no quedaran aisladas del paisaje típico de este cultivo y para el buen desarrollo de la investigación, se ubicaron dos localidades en donde las parcelas de investigación se desarrollaron en condiciones normales del cultivo de palma de aceite. El área experimental constó de un lote de 12 hectáreas por localidad en donde se establecieron los materiales Ténera e Híbridos ubicados en dos ensayos independientes, lado a lado y separados por una franja para evitar el efecto de bode e interacción entre ellos (Figura 1). En el experimento se utilizó un arreglo de bloques completos al azar con cuatro repeticiones y 5 individuos como unidad experimental. El número de plantas con materiales Ténera por experimento fue de 630 plantas, que corresponden a 7 genotipos. Por su parte, el número de Híbridos fue de 885, correspondiendo a 9 materiales por cada una de las áreas experimentales. Cada unidad experimental estuvo conformada por 20 palmas sembradas a 9.2 m en triángulo, para un total de 138 palmas ha 32 -1 . El arreglo especial de los genotipos dio como resultado que en Villavicencio los nueve cultivares Híbridos identificados con los códigos 4,5,10,11,12,13,14,15 y16, se ubicaron en el lado izquierdo, mientras que al lado derecho se ubicaron los materiales Dinámica espacio – temporal de la pudrición del cogollo Ténera con sus códigos 1,2,3,6,7,8 y 9 (Figura 1). Respecto a localidad Tumaco, los materiales Ténera se ubicaron al lado derecho, mientras que al lado izquierdo los genotipos Híbridos (Figura 1). Por políticas de propiedad intelectual no se publicarán los cruzamientos de los materiales, por lo tanto, cada una de las progenies se representó por medio de un número. Epidemiología espacial
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: