Manejo alternativo para el control de Diaphorina citri Kuwayama (Hemiptera: Liviidae) en cultivos cítricos del Departamento de Caldas

Figuras, tablas

La citricultura es un sector económico clave en Colombia por su aporte en producción y empleo; sin embargo, enfrenta la amenaza del Huanglongbing (HLB) o “greening”, la enfermedad más devastadora de los cítricos a nivel mundial. Esta enfermedad es causada por bacterias transmitidas por el psílido asiático Diaphorina citri, insecto ya presente en la mayoría de las regiones citrícolas del país. D. citri causa daños directos (defoliación, deformación de brotes tiernos) e indirectos (fumagina por mielecilla), pero su impacto más grave es la transmisión del HLB, que adquiere y disemina con gran eficiencia. Por ello, el control de este vector es prioritario en los programas fitosanitarios, especialmente en zonas aún libres del patógeno. La estrategia convencional basada en insecticidas sintéticos reduce las poblaciones a corto plazo, pero conlleva altos costos y efectos adversos (destrucción de enemigos naturales, plagas secundarias, resistencia, contaminación). Esto hace urgente desarrollar alternativas sostenibles de manejo integrado que reduzcan la dependencia de plaguicidas. En este contexto, la presente investigación evaluó en el departamento de Caldas, un paquete tecnológico de manejo alternativo del psílido formado por agentes biológicos, extractos vegetales y suplementación mineral con silicio. Se trabajó con los parasitoides Tamarixia radiata (ectoparasitoide) y Diaphorencyrtus aligarhensis (endoparasitoide). En ensayos controlados se caracterizó el desarrollo de D. aligarhensis y se comparó con T. radiata: este completó su ciclo de huevo a adulto en ~12 días, más rápido que D. aligarhensis (~14 días). Se observó cierta competencia entre ambas especies al parasitar las mismas ninfas (multiparasitismo y superparasitismo), la coexistencia de ambas especies en el departamento sugiere un posible efecto complementario sobre todo el rango ninfal. Asimismo, se aisló por primera vez en Colombia el hongo entomopatógeno Hirsutella citriformis; en bioensayos, la aplicación de sus conidios causó ~98% de mortalidad de adultos de D. citri (frente a ~3% en el control), evidenciando su alto potencial como agente de biocontrol. Además, se evaluaron extractos vegetales de cuatro especies (mirto, coco, clavo de olor y guayaba), analizando su efecto sobre el psílido y T. radiata. En ensayos olfatométricos, los volátiles de mirto atrajeron a D. citri, los de clavo lo repelieron, y los extractos de coco y guayaba provocaron mortalidad del insecto; mientras que T. radiata no mostró atracción ni repulsión hacia estos extractos, indicando que afectan selectivamente al psílido sin perjudicar a su parasitoide. Finalmente, en campo se aplicó silicio (Si) mediante tierra de diatomeas 7 (fuente orgánica) y silicio soluble (inorgánica) sobre cítricos. La fertilización con Si distribuyó la brotación en el tiempo y disminuyó la supervivencia de ninfas y adultos del psílido entre 48 % y 75 %, adicionalmente, elevó el pH y la capacidad de intercambio catiónico, así como el rendimiento y la calidad de fruto. Los resultados demuestran que cada alternativa ofrece eficacia parcial y compatibilidad ecológica, configurando un conjunto de herramientas locales para el manejo del vector. No obstante, la sinergia entre estrategias y los esquemas óptimos de liberación o aplicación requieren validación a mediano plazo. A futuro, la integración coordinada de control biológico, extractos vegetales y silicio tiene el potencial de reducir significativamente las poblaciones de D. citri, mitigar el riesgo de HLB y disminuir la dependencia de insecticidas, favoreciendo una citricultura colombiana más sostenible y resiliente.

Citrus cultivation is a key economic sector in Colombia due to its contribution to production and employment; however, it faces the threat of Huanglongbing (HLB) or "greening," the most devastating citrus disease worldwide. This disease is caused by bacteria transmitted by the Asian citrus psyllid Diaphorina citri, an insect already present in most citrus-growing regions of the country. D. citri causes direct damage (defoliation, deformation of young shoots) and indirect damage (sooty mold due to honeydew), but its most serious impact is the transmission of HLB, which it acquires and spreads with high efficiency. Therefore, controlling this vector is a priority in phytosanitary programs, especially in areas still free of the pathogen. The conventional strategy based on synthetic insecticides reduces populations in the short term, but entails high costs and adverse effects (destruction of natural enemies, secondary pest outbreaks, resistance, contamination). This makes the development of sustainable integrated management alternatives that reduce pesticide dependence an urgent need. In this context, the present research evaluated, in the department of Caldas, an alternative management technology package for the psyllid, composed of biological agents, plant extracts, and silicon mineral supplementation. The parasitoids Tamarixia radiata (an ectoparasitoid) and Diaphorencyrtus aligarhensis (an endoparasitoid) were used. In controlled trials, the development of D. aligarhensis was characterized and compared with T. radiata: the latter completed its egg-to-adult cycle in approximately 12 days, faster than D. aligarhensis (~14 days). Some competition between the two species was observed when parasitizing the same nymphs (multiparasitism and superparasitism). The coexistence of both species in the department suggests a possible complementary effect across the entire nymphal range. Additionally, the entomopathogenic fungus Hirsutella citriformis was isolated for the first time in Colombia. In bioassays, the application of its conidia caused approximately 98% mortality in adult D. citri (compared to ~3% in the control), demonstrating its high potential as a biocontrol agent. Plant extracts from four species (myrtle, coconut, clove, and guava) were also evaluated for their effects on the psyllid and T. radiata. In olfactometric tests, myrtle volatiles attracted D. citri, clove volatiles repelled it, and coconut and guava extracts caused insect mortality. Meanwhile, T. radiata showed neither attraction nor repulsion to these extracts, indicating they selectively affect the psyllid without harming its parasitoid. Finally, silicon (Si) was applied in the field through diatomaceous earth (organic source) and soluble silicon (inorganic) on citrus trees. Si fertilization distributed sprouting over time and decreased the survival of psyllid nymphs and adults by 48% to 75%. Additionally, it raised soil pH and cation exchange capacity, as well as improved fruit yield and quality. The results demonstrate that each alternative offers partial efficacy and ecological compatibility, forming a set of local tools for vector management. However, synergy between strategies and optimal release or application schemes require medium-term validation. In the future, the coordinated integration of biological control, plant extracts, and silicon has the potential to significantly reduce D. citri populations, mitigate the risk of HLB, and lessen dependence on insecticides, fostering a more sustainable and resilient Colombian citrus industry.

Resumen -- tabla de contenido -- lista de figuras -- lista de tablas -- capitulo i. introducción -- referencias bibliográficas -- capitulo ii. antecedentes -- importancia económica y productiva del cultivo de cítricos -- huanglongbing (hlb): etiología, distribución y efectos en la citricultura -- diaphorina citri: biología, dispersión y su rol como vector -- redefiniendo el manejo de d. citri en sistemas citrícolas -- estrategias biológicas en el manejo sostenible de d. citri -- origen, distribución, biología y eficiencia parasítica de tamarixia radiata -- características biológicas y rol de diaphorencyrtus aligarhensis en el control de d. citri -- distribución, eficacia biológica y uso potencial de hirsutella citriformis en citricultura -- estrategias bioquímicas y minerales en el manejo sostenible de d. citri -- extractos vegetales: toxicidad, atracción y repelencia frente al psílido asiático de los cítricos -- silicio en citricultura: mecanismo, evidencia y potencial frente al complejo d. citri-hlb -- integración de estrategias sostenibles: balance y retos futuros -- referencias bibliográficas -- capitulo iii. evaluar la sinergia de los parasitoides diaphorencyrtus aligarhensis y tamarixia radiata en condiciones controladas -- desarrollo y morfometría de dos especies parasitoides de diaphorina citri en un programa de cría experimental en colombia -- resumen -- abstract -- introducción -- materiales y métodos -- resultados y discusión -- conclusiones -- referencias bibliográficas -- capitulo iv. evaluar el efecto patogénico de hirsutella citriformis sobre diaphorina citri en condiciones controladas -- primer aislamiento de hirsutella citriformis en colombia y evaluación de su patogenicidad -- resumen -- abstract -- introducción -- materiales y métodos -- aislamiento de la cepa -- caracterización morfológica y morfométrica -- caracterización molecular -- bioensayo de conidios aplicados por contacto -- resultados y discusión -- aislamiento de la cepa y caracterización morfológica -- caracterización morfométrica -- caracterización molecular -- bioensayo de conidios aplicados por contacto -- conclusión -- referencias bibliográficas -- capitulo v. evaluar la respuesta comportamental de diaphorina citri y tamarixia radiata a la exposición de extractos vegetales -- efecto de extractos vegetales compuestos sobre diaphorina citri (hemiptera: liviidae) y su parasitoide tamarixia radiata (hymenoptera: eulophidae) -- resumen -- abstract -- introducción -- materiales y métodos -- cría de artrópodos (d. citri y t. radiata) -- extracción de compuestos vegetales -- cromatografía de gases-espectrómetro de masas (gc-ms) -- olfatometría de doble elección -- resultados y discusión -- conclusión -- agradecimientos -- referencias -- capitulo vi. evaluar el efecto de la aplicación de silicio en plantas de cítricos sobre el desarrollo de diaphorina citri -- implicaciones del uso de silicio en la incidencia de diaphorina citri y en la dinámica química del suelo y del tejido foliar en limón tahití -- resumen -- abstract -- introducción -- materiales y métodos -- resultados y discusión -- conclusiones -- referencias bibliográficas -- conclusiones generales

Doctorado

El estudio se realizó en el Laboratorio de Procesos Agroindustriales (latitud 5,055571; longitud -75,492752) y en la Granja Montelindo (latitud 5,075097, longitud -75,672948) de la Universidad de Caldas. Cría de artrópodos (D. citri y T. radiata). Siguiendo la metodología propuesta por el Departamento de Insectos Entomófagos del Centro Nacional de Referencia de Control Biológico (2015) con algunas modificaciones: se dispuso de tres zonas de producción (planta, plaga y parasitoide) en condiciones controladas (T°: 28 ± 2 °C, HR: 80 ± 2 °C) con insectos provenientes de la zona, la cual está declarada como libre de la enfermedad del HLB. Extracción de compuestos vegetales. Para la obtención de los extractos compuestos se siguió la metodología propuesta por Sanabria Galindo et al., (1983), con algunas modificaciones: se seleccionaron 360 g de cada especie vegetal, tomando hojas de M. paniculata (Mp) y P. guajava (Pg), pulpa de C. nucifera (Cn) e inflorescencia seca de S. aromaticum (Sa). Dicho material fue congelado en fresco por 24 horas a una temperatura de -9 °C y posteriormente triturado, con el fin de obtener la mayor cantidad de compuestos volátiles. La técnica de extracción empleada fue el reflujo en Soxhlet, usando como solvente etanol al 96% en cantidad suficiente para cubrir el material vegetal (aprox. 1100 ml). Se utilizó como solvente etanol por su capacidad para extraer compuestos con una amplia gama de polaridades y facilitar la detección de metabolitos secundarios, generalmente aquellos relacionados con actividades biológicas (Carvajal Rojas et al., 2009). Posteriormente, el extracto obtenido se dejó enfriar a temperatura ambiente, se filtró e implementó la técnica de rotaevaporación al vacío para retirar el solvente y obtener un extracto puro. Finalmente, los extractos fueron depositados en tubos falcón de 50ml, cubiertos con papel aluminio y parafilm y se preservaron a 4 °C hasta el momento de su evaluación.

Doctor(a) en Ciencias Agrarias

Manejo Alternativo de Plagas