El gusano cogollero y el maíz: estrategias de predicción

Una expresión reducida y simplificada de lo que es la agricultura la conseguimos en P=G+A, donde P es fenotipo, G es genotipo y A es ambiente. Un fenotipo es cualquier característica que se pueda medir, seguramente el fenotipo más importante para todo productor es el rendimiento. Es así que esta expresión de P=G+A se puede explicar como que el rendimiento depende del genotipo y depende del ambiente. El genotipo está representado por los genes y alelos que constituyen las plantas, esto es algo que se trabaja en la semilla (primeramente mejoramiento genético y luego multiplicación de semilla), es decir, el genotipo está dado por la calidad de la semilla que se utilice. Y el ambiente son todos aquellos factores predecibles e impredecibles que rodean a la planta, fundamentalmente suelo y clima, por tanto, el rendimiento que se obtenga en un proceso agrícola dependerá tanto de la calidad de la semilla que se utilice como del ambiente en que se desarrollen las plantas provenientes de dicha semilla, tener uno de los factores favorables para un buen rendimiento y no tener el otro, conduce simplemente al fracaso en el intento de tener un buen rendimiento, es necesario contar con semilla de buena calidad y hacer un manejo adecuado del ambiente para asegurar buenos rendimiento.

Una vez que ya se ha escogido o adquirido la semilla, realmente el productor poco o nada puede hacer en el genotipo, por tanto toda influencia que el manejo del productor haga vendrá dada por el manejo que haga del ambiente.

La esencia del manejo ambiental por parte del productor lo que debe buscar es asegurar que las plantas estén en capacidad de expresar su máximo potencial genético, para lograr el máximo desarrollo de biomasa de la especie que se cultiva (es decir, máximo rendimiento), dándole las mejores condiciones entre las cuales destacan una adecuada suplencia de humedad, adecuada nutrición mineral, producirlo en zonas libres de estrés abiótico predecible (por ejemplo condiciones de suelo: acidez o alcalinidad extrema, salinidad, niveles nutricionales de la solución del suelo) y disminuyendo las probabilidades que se vea afectado por estrés abiótico impredecible (fundamentalmente factores climáticos), así como minimizar el estrés biótico, el cual está representado en gran medida por las plagas y patógenos que han evolucionado obteniendo biomasa de la especie cultivada para su propio beneficio y en detrimento de la productividad del cultivo para el productor del campo. Aun cuando el estrés biótico, es decir el ataque de  plagas y patógenos que causan enfermedades, es definido conceptualmente como un factor impredecible, el mayor conocimiento que se tiene de la biología de estas entidades hace que se puedan desarrollar modelos para la predicción de su aparición.

En la producción de maíz el gusano cogollero (nombre científico Spodoptera frugiperda) es uno de los agentes bióticos responsables de grandes pérdidas, debido a la destrucción del tejido foliar mediante su aparato bucal masticador, especialmente en la zona apical (cogollo) de la planta lo cual puede retrasar y detener su crecimiento. Debido a que como toda planta, el maíz sintetiza los compuestos orgánicos que requiere mediante el proceso de fotosíntesis, y este proceso se da en las hojas, la destrucción de éstas finalmente origina una menor cantidad de compuestos orgánicos para la planta. Adicionalmente, al alimentarse de las hojas apicales, del “cogollo”, puede afectar el punto de crecimiento de la planta, esto trae consecuencias graves para el rendimiento cuando se da en etapas vegetativas avanzadas y en etapas reproductivas, ya que todo lo que será el “llenado del grano” se verá afectado por la reducción de tejido que tiene capacidad de hacer fotosíntesis. Evidentemente, en estados vegetativos tempranos también ocasiona serios problemas, puede conducir a pérdidas totales al impedir que la planta crezca por la pérdida de tejido foliar y esto puede conducir a la muerte de la planta.

El gusano cogollero es la larva de la especie de insecto Spodoptera frugiperda, especie del orden Lepidóptera (orden que en términos coloquiales conocemos como mariposas), es por tanto un organismo que se caracteriza por un ciclo en el cual hay metamorfosis, los adultos tienen reproducción sexual, los huevos son colocados en masa en el follaje del maíz (cada hembra adulta puede llegar a colocar 1000 huevos durante su vida, cada masa de huevos está constituida por 100-150 huevos), a los 3-5 días de los huevos emergen larvas que crecerán durante 14-22 días alimentándose del tejido foliar (hojas) de las plantas de maíz; cada larva consume aproximadamente 180 cm2de hojas para completar su ciclo. Las larvas son denominadas según su grado de desarrollo en instares, Spodoptera frugiperda en maíz desarrolla generalmente hasta 6 instares, es así que las larvas de Spodoptera frugiperda, el propiamente “gusano” se denomina como L1, L2, L3, L4, L5 y L6 que corresponden al primer, segundo, tercero, cuarto, quinto y sexto instar respectivamente. La diferencia entre los instares básicamente es el tamaño que alcanza la larva,  para Spodoptera frugiperda en maíz L1 es la larva que emerge del huevo, y tiene una longitud de 3 mm. L2 tiene una longitud de 5-7mm, L3 8-10mm, L4 10-15mm, L5 15-20 mm, L6 mas de 20 mm. Al cabo de 14-22 días, una vez que las larvas ya son L6, van al suelo donde se entierran y pasan al siguiente estado que es el de pupa. En este estado la larva se convierte en adulto al cabo de 7-13 días. De cada pupa se genera 1 adulto, por lo tanto se inicia nuevamente el ciclo. Considerando todo el ciclo de vida de Spodoptera frugiperda, cada generación dura entre 24 y 40 días.

Así como Spodoptera frugiperda pasa por distintas etapas durante su vida, la planta de maíz también lo hace, no alterando su forma de manera tan evidente como el gusano cogollero, pero sí hay cambios morfológicos, y es por esto que se han definido los denominados estados fenológicos en maíz: VE (momento en que la plántula emerge sobre el suelo), V1 (aparición de la primera hoja), V2 hasta V10 (aparición de la segunda hoja hasta aparición de la décima hoja), VT (aparición de la inflorescencia masculina, o espiga o panoja), R1 (aparición de estigmas de inflorescencia femenina, o las “barbas”), R2 (llenado de grano), R3 (grano en estado lechoso), R4 (grano pastoso), R5 (grano duro), R6 (madurez fisiológica o grano maduro). En todo organismo estas etapas, en nuestro caso tanto las etapas de Spodoptera frugiperda como las etapas en maíz, se relacionan con días, sin embargo la cantidad de días no es exacta, tiene una amplia influencia ambiental, donde la temperatura juega un papel primordial. Es así, que en un intento de ser más exactos con la duración de cada etapa, se ha logrado no relacionarlas directamente con días calendario sino con temperatura, y dentro de esta con un concepto relacionado con la energía calórica disponible para  el organismo que es el concepto de Grados-Día Acumulados (°DA), que no es mas que la suma de los valores de temperatura promedio diaria durante una etapa. Es así que tanto para maíz como para Spodoptera frugiperda existen modelos de predicción del momento de la aparición de determinada etapa considerando los grados-día acumulados. Como cualquier modelo, la mayor exactitud en la predicción se da para aquellas localidades en las que se desarrolló el modelo, pues así lo definen la alta cantidad de variables que intervienen, sin embargo, como punto de partida se pueden tomar modelos ya generados y validar que tan precisos pueden resultar en nuestra localidad, mientras se generan modelos específicos para la localidad en que se está interesado.

Tomando información de varios modelos generados, se considera que el maíz requiere de 1450 °DA para completar su desarrollo, mientras que Spodoptera frugiperda requiere de 500°DA. Valdez-Torres et al. (2012) plantean los siguientes modelos: para maíz,  Etapa=1.74 + 0.002 °DA + 0.00014 °DA y para gusano cogollero Etapa = 0.194 + 0.133 °DA–0.000433DA2+0,00000057°DA3, donde las etapas a considerar son las siguientes:

Para maíz:

Código de la etapa Nombre de la etapa
00 Siembra
10 Emergencia
20 Aparición de cuarta hoja
30 Aparición de octava hoja
40 Aparición de doceava hoja
50 Floración masculina
60 Floración femenina
70 Estigmas emergidos
80 Grano lechoso
90 Grano masoso
95 Madurez fisiológica
100 Trilla
   

 

 

 

 

Para gusano cogollero:

Codificación Etapa
00 Ovipostura
05 Eclosión de huevecillos
10 Larva 1er. Instar
11 Larva 2do. Instar
12 Larva 3er. Instar
13 Larva 4to. Instar
14 Larva 5to. Instar
15 Larva 6to. Instar
20 Pupa
30 Adulto

 

 

 

¿Cómo hacer esta información útil para el manejo agronómico del maíz?

Estos modelos pueden ser de mucha utilidad para predecir la aparición de Spodoptera frugiperda en sus distintas etapas, lo cual permitirá ser mucho más cuidadoso, e incluso, saber qué esperar, en los muestreos que se hagan para determinar la necesidad o no de la aplicación de medidas de control. Generar esta información es bastante sencillo, se debe tener desde el día de la siembra las temperaturas máximas y mínimas diarias, preferiblemente obtenidas de instrumentos ubicados en la parcela donde se tiene la siembra. De no tener estos instrumentos o de no haberlos registrado, puede conseguir estos registros en sitios web especializados en registros climáticos, los cuales normalmente archivan estos datos y a ellos se puede acceder sin ningún pago. La temperatura máxima y mínima serán los insumos para tener un estimado de la temperatura promedio del día (no es exacto, pero es un buen estimado). Al tener la temperatura promedio de cada día desde la siembra, se pueden tener los °DA de cada uno de esos días, sumando para cada día los °DA de ese día mas los °DA de todos los días anteriores. De esta manera, con los modelos para maíz y para gusano cogollero indicados anteriormente, y colocando en ellos los valores de °DA para cierto día, se obtendrán las etapas fenológicas que deben estar dándose en ese día tanto para maíz como para gusano cogollero. Esto permitirá determinar  coincide con una etapa fenológica en la que el maíz es muy susceptible. Al poder hacer estas determinaciones se deberá hacer el esfuerzo por hacer un muestreo detallado, exhaustivo, que permita conocer la población del gusano cogollero y así tomar decisiones bien sustentadas sobre la aplicación de medidas de control. Por ejemplo, si se toman los datos para localidades emblemáticas en la producción de maíz en Venezuela, como lo son Turén y Valle de la Pascua, y estuviésemos en las primeras semanas de julio de 2022, pudiésemos predecir la severidad del ataque de gusano cogollero. Para el 1ero. de julio la cantidad de °DA en Turén alcanza un valor de 1635, mientras que para Valle de la Pascua alcanza un valor de 1624 si se toma como fecha de inicio el 1ero. de mayo (es decir, si asumimos que se dio la siembra de maíz el 1ero. de mayo). Al sustituir estos valores en el modelo para maíz, indica que maíces sembrados el 1ero de mayo están en la etapa 75, es decir, las plantas ya deben estar emitiendo las “barbas”. Al sustituir los valores de °DA en el modelo de gusano cogollero, resulta un valor de 38, pero el máximo valor de Etapa para gusano cogollero es de 30. Esto se da porque ya han pasado varias generaciones del gusano en el cultivo, luego de hacer las correcciones necesarias, el resultado es que para el 1ero. de julio, tanto en Turén como en Valle de la Pascua la energía calorífica que se ha dado en ambas localidades, y si no se hubiese dado ningún tipo de control durante el ciclo, permitiría que el gusano cogollero se estuviera presentando en su cuarta generación, entre la postura de huevos, y la eclosión de huevos. A primera vista, pareciera que no existiría una amenaza seria en lo que se refiere al gusano cogollero sobre el maíz para esas fechas, puesto que ya la planta estaría bien formada y no existirían larvas en ese momento. Lo que sí es seguro, es que este no debería ser el momento de algún control sobre larvas, pues las larvas no han emergido. Sin embargo, en vista que la mayoría de productores repiten ciclo de maíz año a año, es necesario considerar que la estrategia de control para insectos plaga como gusano cogollero del próximo ciclo, inicia este ciclo, así el maíz ya estuviera listo para cosecha, se hace necesario estar vigilante sobre el gusano cogollero para poder ejercer medidas de control y así disminuir lo más que se pueda la población inicial de la plaga para un próximo ciclo. De tal manera que el modelo establece que con temperaturas promedio de 25°C en los próximos días, entre el 4 y 5 de julio deberían haber en campo larvas recién emergidas de Spodoptera, lo cual de confirmarse con los muestreos, debería orientar a hacer control de gusano para evitar grandes poblaciones iniciales en el próximo ciclo (recuérdese que Spodoptera frugiperda no se alimenta exclusivamente de maíz, mientras no hay maíz en campo este insecto se mantiene alimentándose de otras gramíneas, por lo cual este pudiera ser un buen momento de disminuir drásticamente las poblaciones del insecto).

Tal como se mencionó anteriormente, los modelos utilizados en este artículo no son modelos generados en localidades venezolanas. Esto trae como consecuencia que puedan darse algunas distorsiones de lo que predicen los modelos con lo que se ve en la realidad. Sin embargo, mas que desmerecer estos modelos, lo importante es que se conozca que existen metodologías para generar estos modelos, y que realmente para que los modelos predigan con gran precisión, deben ser generados en las localidades de interés, con los cultivares de maíz que se siembren, con los biotipos de gusano cogollero que existen en la zona. Estas son las mejoras que se pueden ir incorporando en los procesos productivos para ser cada vez mas eficientes, y estas mejoras dependen de la investigación agrícola aplicada, investigación necesaria para cuando se desean introducir mejoras en el proceso productivo. Este es uno de tantos ejemplos en los cuales la investigación agrícola puede dar al productor un beneficio tangible, y a corto plazo.

 

Ing. Agr. Hernán E. Laurentin T. (M. Sc., Ph. D.)