Tolerancia de cultivares de trigo a mancha amarilla y roya de la hoja: su impacto en el rendimiento y calidad panadera bajo fertilización nitrogenada y aplicación de fungicidas sistémicos

La mancha amarilla ocasionada por el hongo necrotrófico Pyrenophora tritici-repentis (Died) Drechs (anamorfo Drechslera tritici-repentis) (Died) Shoem) y la roya de la hoja ocasionada por el hongo biotrófico Puccinia triticina Eriks, constituyen una de las principales restricciones bióticas que limitan el rendimiento y afectan la calidad del cultivo de trigo pan (Triticum aestivum L) tanto en Argentina como en otras partes del mundo. La mancha amarilla afecta el área fotosintéticamente activa mientras que la roya de la hoja afecta además la eficiencia de uso de la radiación, componentes involucrados en la generación de rendimiento. En los últimos años se ha impulsado el interés por el estudio de la tolerancia a enfermedades como un importante complemento de la resistencia genética dentro de un contexto de manejo integrado. Sin embargo, cuando la enfermedad no puede ser atenuada por estos mecanismos, es usual optar por la aplicación de fungicidas. Por su parte, la fertilización nitrogenada es necesaria para alcanzar elevados rendimientos y calidad en trigo, no obstante, además puede afectar la expresión de enfermedades. Uno de los objetivos de esta tesis fue evaluar diferencias en tolerancia a la pérdida de rendimiento ocasionadas por Py. tritici-repentis y P. triticina (inoculados separadamente) y su efecto sobre la expresión de la calidad panadera en cultivares de trigo de diferente grupo de calidad. Se condujo un ensayo durante 2012 y 2013 en la Estación Experimental Julio Hirschhorn (Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, UNLP, La Plata, Argentina) utilizando un diseño experimental en parcela dividida con tres repeticiones. Las parcelas principales fueron las inoculaciones de los patógenos (Py. tritici-repentis y P. triticina). La sub-parcela fueron los tratamientos de inoculación: 1- sin inóculo (SI), 2- baja concentración de inóculo (BCI) y 3- alta concentración de inóculo (ACI). Como sub-sub-parcela se sembraron diez cultivares de trigo de diferente grupo de calidad (GC). Las evaluaciones se realizaron en EC39, EC60 y EC82 y consistieron en la determinación del área bajo la curva del progreso de la enfermedad (ABCPE), duración del índice de área foliar verde del cultivo (DAFV), rendimiento y sus componentes, y parámetros de calidad panadera. Se encontró que algunos cultivares fueron tolerantes a las dos enfermedades (BioINTA 3004 y Klein Guerrero). Por su parte, los cultivares ACA 303 y Sursem LE 2330 fueron tolerantes a mancha amarilla, en tanto que Klein Yarará y Baguette 11 lo fueron a roya de la hoja. La pérdida de rendimiento fluctuó entre el 15,2% al 19,9%, debido a las disminuciones en el número de granos/espiga (12,9% para mancha amarilla y 18,7 % para roya de la hoja) y en el peso de mil granos (6,3% y 9,4% para mancha amarilla y roya de la hoja respectivamente). Respecto a los parámetros de aptitud panadera, la mancha amarilla incrementó el contenido de proteínas en grano (CPG), contenido de gluten húmedo (GH), la tenacidad (P), la extensibilidad (L), la fuerza del gluten (W), la absorción de agua de la harina (A), la estabilidad de la masa (D) y el volumen de pan (VP) en tanto que la roya de la hoja generó disminuciones. Los niveles de tolerancia no implicaron menores variaciones de los parámetros de calidad, que sólo presentaron menores fluctuaciones en los de mejor aptitud panadera (GC1). Otro de los objetivos fue evaluar el efecto de diferentes principios activos de fungicidas y de la fertilización nitrogenada sobre la severidad de la mancha amarilla y roya de la hoja, la DAFV del cultivo y de la hoja bandera (DAFVHB), el rendimiento y parámetros de calidad panadera en tres cultivares de trigo pertenecientes a tres grupos de calidad. Para ello, se condujo un ensayo durante 2014 y 2015 en la Estación Experimental Julio Hirschhorn utilizando un diseño experimental en parcela dividida con tres repeticiones. Las parcelas principales fueron las inoculaciones de los patógenos (Py. tritici-repentis y P. triticina). La sub-parcela fueron los tratamientos de fungicidas: 1- sin fungicida (SF), 2- triazol + estrobilurina (TE) y 3- triazol + estrobilurina + carboxamida (TEC). Como sub-sub-parcela se aplicaron tres dosis de N: 1- 0 kgN/ha (0N), 2- 70 kgN/ha (70N) y 3- 140 kgN/ha (140N). Como sub-sub-sub-parcela se sembraron tres cultivares de trigo de diferente grupo de calidad. Las evaluaciones también se realizaron en EC39, EC60 y EC82 y consistieron en la determinación del ABCPE, DAFV, DAFVHB, el rendimiento y sus componentes, y los parámetros de calidad panadera. El ABCPE de mancha amarilla se incrementó ante dosis crecientes de N, contrariamente, con roya de la hoja, sucedió lo contrario. No obstante, el impacto de la fertilización nitrogenada fue mayor sobre la DAFV que sobre la severidad de las enfermedades. Por otro lado, la aplicación de TEC no solo produjo las mayores disminuciones del ABCPE, sino que además produjo los mayores incrementos de la DAFV y DAFVHB lo que derivó en los mayores aumentos de rendimiento fundamentalmente explicados por el número de granos/m2. El CPG se redujo con la aplicación de fungicidas para el control de mancha amarilla, en tanto que, cuando se controló la roya de la hoja, ocurrió lo inverso. Las disminuciones del CPG debido al control de mancha amarilla pudieron ser prevenidas mediante la fertilización nitrogenada. Finalmente, el efecto combinado de fungicidas y N generó efectos mayores sobre los parámetros de GH y reológicos de calidad panadera.

Tan spot caused by the necrotrophic fungus Pyrenophora tritici-repentis (Died) Drechs (anamorph Drechslera tritici-repentis) (Died) Shoem) and leaf rust caused by the biotrophic fungus Puccinia triticina Eriks, are main biotic causes of yield and quality reductions of wheat (Triticum aestivum L) in Argentina and other parts of the world. Tan spot, affects the photosynthetically active area of the crop, while leaf rust, also affects the radiation use efficiency, both components involved in yield generation. In recent years, the interest in the study of disease tolerance has been promoted as an important complement to genetic resistance within an integrated management context. However, when disease can not be attenuated by any of these mechanisms, opting for fungicide applications is very usual. On the other hand, nitrogen (N) fertilization is necessary to achieve high yields and quality in wheat, but may affect the expression of foliar diseases. One of the the aims was to evaluate differences in tolerance measured as response of yield to diseases-induced changes in healthy area duration (HAD) caused by Py. tritici-repentis and P. triticina (separately inoculated) and its effect on bread-making parameters in ten wheat cultivars differing in bread-making aptitude. Two field experiments were conducted during 2012 and 2013 at the Estación Experimental Julio Hirschhorn (Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, UNLP, La Plata, Argentina). Treatments were arranged in an experimental split-split plot design with three replications, where the main plots were the pathogens (P. tritici-repentis and P. triticina); sub-plots corresponded to inoculation treatments: 1- without inoculation (WI), 2- low inoculum concentration of each pathogen (LC), 3- high inoculum concentration of each pathogen (HC) and ten commercial cultivars differing in bread-making aptitude were the sub-sub-plots. Evaluations were performed at EC39, EC60 and EC82 which consisted in determining of the area under the disease progress curve (AUDPC), HAD, yield, yield components and bread-making parameters. Cultivars BioINTA 3004 and Klein Guerrero exibit tolerance to both diseases. On the other hand, ACA 303 and Sursem LE 2330 were tolerant to tan spot, while Klein Yarará and Baguette 11 were tolerant to leaf rust. Yield loss caused by diseases fluctuated between 15.2% and 19.9% due to decreases in the grain number/spike (12.9% for tan spot and 18.7% for leaf rust) and in thousand kerner weight (6.3 and 9.4% for tan spot and leaf rust respectively). Regarding bread-making parameters, tan spot increased grain protein content (GPC), wet gluten content (WGC), tenacity (P), extensibility (L), gluten strength (W), water absorption (A), dough stability (D) and the bread loaf volume (LV), while the leaf rust caused decreases. Tolerance levels did not imply lower variations of quality parameters, which only showed lower fluctuations in the better bread-making aptitude cultivars (quality group 1). Other objective was to evaluate the effect of fungicide applications differing in active ingredients and three N rates, on tan spot and leaf rust AUDPC, HAD, flag leaf HAD (FLHAD) grain yield and bread-making parameters in three wheat cultivars differing in bread-making aptitude. Two field experiments were conducted during 2014 and 2015 at the Estación Experimental Julio Hirschhorn. Main plots were the pathogens (Py. tritici-repentis and P. triticina); sub-plots corresponded to fungicide treatments: 1- untreated (UT), 2- triazole + strobilurin (TS) and 3- triazole + strobilurin + carboxamide (TSC), N doses were the sub-sub-plots: 1- 0 kg N/ha (0N), 2- 70 kg N/ha (70N) and 3- 140 kg N/ha. Three cultivars difering in bread-making aptutide were the sub-sub-sub-plot. Evaluations were performed at EC39, EC60 and EC82 which consisted in determining the AUDPC, HAD, FLHAD, yield, yield components and bread-making parameters. AUDPC of tan spot increased with increasing N rates, conversely, with leaf rust the oposite occurred. However, the impact of N was greater on HAD than on disease severities. On the other hand, TSC applications not only produced the major decreases in AUDPC but also caused the main increases in HAD and FLHAD, which resulted in the higher yield increases mainly explained by the grain number/m2. GPC was reduced with the application of fungicides when tan spot was controled, whereas, with leaf rust the oposite occurred. Decreases in GPC due to tan spot control could be prevented with N fertilization. Finally, the combined effect of fungicides and N generated greater effects on WGC and dough reological properties.

Doctor de la Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales

Universidad Nacional de La Plata

Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales