Bases para el manejo agroecológico de Eurhizococcus colombianus Jakubski (Hemiptera: Margarodidae) en cultivos de mora del Oriente Antioqueño

Tradicionalmente el hombre ha introducido diversas tecnologías para garantizar cultivos con menos incidencia de plagas, mejorar los rendimientos y la calidad de las cosechas, sin embargo, la falta de análisis sistémicos sobre el impacto de esas tecnologías que se introducen en los cultivos, ha ocasionado desequilibrios en otros elementos de los agroecosistemas, afectando a largo plazo la sostenibilidad del sector agrario. El enfoque de manejo agroecológico de plagas busca a través de métodos holísticos entender las causas de un brote poblacional y mitigar las consecuencias de sus daños. Usando como modelo seis fincas productoras de mora del Oriente Antioqueño afectadas por el insecto de hábito subterráneo, la perla de tierra colombiana, Eurhizococcus colombianus Jakubsky (Hemiptera: Margarodidae), este estudio exploró algunos elementos técnicos necesarios para generar una estrategia de manejo de plagas del suelo con ese enfoque. Dichos elementos se centraron en tres aspectos: analizar a partir de información existente y de las fincas visitadas, posibles causas de vulnerabilidad o propensión al daño; explorar la aplicación de un sistema de detección de insectos del suelo que no requiere la destrucción de las plantas, ni la perturbación del ambiente edáfico; identificar condiciones asociadas con la presencia del insecto en este cultivo. Los resultados sugieren que la vulnerabilidad de las fincas productoras de mora del Oriente Antioqueño al daño por el insecto E. colombianus estaría relacionada con inadecuados arreglos espaciales y temporales de la vegetación, desconocimiento del insecto, uso inadecuado de los componentes suelo, así como por el uso indebido de prácticas agronómicas y fitosanitarias. La aplicación de la espectroscopía NIR, técnica no destructiva, como sistema para detectar a E. colombianus permitió hallar compuestos en las hojas de la mora que estarían asociados a la presencia del insecto. Adicionalmente se identificaron siete condiciones de la rizósfera y cuatro de las plantas asociadas a la presencia de E. colombianus en los cultivos de mora analizados, donde el aumento en los contenidos de sacarosa en hojas fue la condición más asociada. La relación de esta variable con las 10 restantes fue diferente para cada finca. Aunque el estudio utilizó el enfoque agroecológico sobre un componente particular de las fincas (los cultivos de mora), sus resultados proveen herramientas que contribuirán al conocimiento de los procesos ecológicos que suceden tanto en la parcela de producción como en el agroecosistema al que pertenecen.Abstract: agricultural practices include a full array of technologies aimed to ensure crop quality and to reduce the losses caused by pests and diseases. The absence of systemic analyses of the technologies being introduced in crops with that purpose has caused imbalances in other elements of the agro-ecosystems, affecting the long-term sustainability of the agricultural sector. The agroecological pest management approach aims at a holistic view to understand the behavior of pests and mitigate the consequences of their damage. This study used blackberry crops located at the Western of Antioquia, which were heavily infested by the Colombian ground pearl Eurhizococcus colombianus Jakubsky (Hemiptera: Margarodidae) in order to find some of the technical elements required to generate such a pest management strategy. These elements were focused at discovering cues of possible causes of plant vulnerability, as expected from the existent knowledge and information on this insect-plant system; it also explored and adapted a potentially non destructing and non-disturbing system (NIR spectroscopy) for detecting this underground root feeding insect; and it finally used an instrumental and statistical based approach to simultaneously asses the conditions associated with plant conditions and soil pests on crops. The results suggest that NIR spectroscopy is a promising non-destructive technique that can detect specific compounds in blackberry leaves, which could be associated with the presence of E. colombianus and perhaps other soil insects. It is also suggested that seven conditions of the rhizosphere and four conditions from the plants comprise the set of conditions associated with the presence of E. colombianus in blackberry crops surveyed in Eastern of Antioquia, in which the increase in sucrose content in leaves was the most influential condition. Although this study used the agroecological approach, applied to a particular component of the studied orchards (blackberry crops), these results will contribute to the knowledge of ecological processes occurring both; in the field of production and on the agro-ecosystems to which they belongDoctorad

Detección de Eurhizococcus colombianus (Hemiptera: Margarodidae) en mora por espectroscopía del infrarrojo cercano

La selección de métodos apropiados para muestreo y análisis es un aspecto importante en el estudio de plagas subterráneas. El conocimiento de su biología, depende del uso de herramientas sensibles para su detección en el ambientecomplejo del suelo y las raíces. Recientemente se ha propuesto el uso de espectroscopia infrarroja cercana (conocida como NIR, por su sigla en inglés) para el diagnóstico fitosanitario no destructivo en cultivos, aprovechando la manifestación de propiedades ópticas únicas para cada grupo de plantas y organismos. El objetivo de este trabajo fue evaluar el uso de espectroscopía NIR en muestras de hojas y suelo rizosférico, para detectar la presencia del insecto subterráneo Eurhizococcus colombianus en cultivos de mora (Rubus glaucus Benth.), en la región del Oriente antioqueño. La información obteni-da en siete fincas distribuidas en cinco municipios indica que a través de los patrones espectrales de las hojas y el suelo rizosférico es posible clasificar las plantas con presencia o ausencia del insecto dentro de cada finca. Sin embargo, no fue posible establecer un modelo general para todas las fincas. Los resultados obtenidos permiten vislumbrar una herramienta no destructiva muy promisoria para detectar el insecto y entender las condiciones asociadas con su presencia en el cultivo, lo que favorecería el diseño de estrate-gias de manejo de este tipo de plaga, con base en el conocimiento de su ecología, ayudando así a la toma de decisiones ambientalmente amigables, razonables y oportunas por parte de los agricultores

Espectroscopía nir como técnica exploratoria rápida para detección de amarillamiento hojas crisantemo (dendranthema grandiflora var. zembla) / nir spectroscopy as quick exploratory technique for detection of chrysanthemum leaf yellowing (dendranthema

Resumen. El diagnóstico seguro de enfermedades en lasplantas depende de técnicas costosas, que requieren de tiempo y entrenamiento especializado. Esta investigación evaluó el uso de espectroscopia infrarroja cercana NIR (por sus siglas en ingles near-infrared) para la detección rápida del “amarillamiento de hojas de crisantemo”, una enfermedad de etiología incierta que genera pérdidas económicas importantes. En este experimento se tomaron espectros infrarrojos en hojas con niveles de amarillamiento diferentes según la clasificación empleada por los agricultores (asintomáticas, síntomas intermedios y hojasdeformadas con síntomas avanzados). Mediante un análisis de componentes principales y con los valores de los espectros de esas muestras, se desarrolló un modelo de clasificación de hojas. Ese modelo aplicado en espectros de hojas tomados al azar separó adecuadamente el grupo de espectros NIR de hojas asintomáticas de un grupo indiferenciado de espectros obtenidos de hojas consíntomas intermedios o avanzados. Los resultados sugieren que para esta enfermedad es posible desarrollar un modelo de detección en muestras problema. Para ello, se requerirá incorporar al modelo un mayor número de muestras en rangos de enfermedad bien definidos. Estos resultados permiten vislumbrar las posibilidades del uso de esta técnica no destructiva, para detección temprana de los síntomas del amarillamiento foliar en crisantemo y como herramienta para el diseño de estrategias oportunas y efectivas demanejo de esta y otras enfermedades en las plantas. / Abstract. The safe diagnostic of plant diseases depends on expensive techniques which require time and specialized training. This study evaluated the use of near-infrared spectroscopy (NIR) for the rapid detection of “chrysanthemum leaf yellowing”, a disease of unknown etiology causing important economic losses in Antioquia’s chrysanthemum main producing areas. Spectral NIR data from intact leaves showing different levels of yellowing (healthy leaves, slightly deformed leaves or highly deformed leaves with advanced yellowing), used in conjunction with multivariate statistical analysis of NIR spectra, were used to build a descriptive model for chrysanthemum leaf yellowing classification. The descriptive model indicated the presence of two groups of NIR spectra belonging to asymptomatic or symptomatic leaves, with no further differentiation of NIR spectra from leaves showing mild or severe yellowing symptoms. Not without the drawbacks of a low number of NIR spectra, these results suggests that it is possible to develop a fast, accurate and nondestructive, spectroscopic based system to detect this disease on blind plant samples. Improvements to the sensitivity of this model in detecting multiple stages of this disease will depend on obtaining and adding new NIR leaf spectra obtained from clearly defined ratings of the disease. Due to its sensitivity and wide application, NIR spectroscopy appear to be a core technique to further develop new systems for the early detection of chrysanthemum leaf yellowing and other plant diseases. This in turn may result in the design of opportune and timely systems for plant disease control

Espectroscopía NIR como Técnica Exploratoria Rápida para Detección de Amarillamiento Hojas Crisantemo (Dendranthema grandiflora var. Zembla)

The safe diagnostic of plant diseases depends on expensive techniques which require time and specialized training. This study evaluated the use of near-infrared spectroscopy (NIR) for the rapid detection of "chrysanthemum leaf yellowing", a disease of unknown etiology causing important economic losses in Antioquia’s chrysanthemum main producing areas. Spectral NIR data from intact leaves showing different levels of yellowing (healthy leaves, slightly deformed leaves or highly deformed leaves with advanced yellowing), used in conjunction with multivariate statistical analysis of NIR spectra, were used to build a descriptive model for chrysanthemum leaf yellowing classification. The descriptive model indicated the presence of two groups of NIR spectra belonging to asymptomatic or symptomatic leaves, with no further differentiation of NIR spectra from leaves showing mild or severe yellowing symptoms. Not without the drawbacks of a low number of NIR spectra, these results suggests that it is possible to develop a fast, accurate and nondestructive, spectroscopic based system to detect this disease on blind plant samples. Improvements to the sensitivity of this model in detecting multiple stages of this disease will depend on obtaining and adding new NIR leaf spectra obtained from clearly defined ratings of the disease. Due to its sensitivity and wide application, NIR spectroscopy appear to be a core technique to further develop new systems for the early detection of chrysanthemum leaf yellowing and other plant diseases. This in turn may result in the design of opportune and timely systems for plant disease control.El diagnóstico seguro de enfermedades en las plantas depende de técnicas costosas, que requieren de tiempo y entrenamiento especializado. Esta investigación evaluó el uso de espectroscopia infrarroja cercana NIR (por sus siglas en ingles near-infrared) para la detección rápida del "amarillamiento de hojas de crisantemo", una enfermedad de etiología incierta que genera pérdidas económicas importantes. En este experimento se tomaron espectros infrarrojos en hojas con niveles de amarillamiento diferentes según la clasificación empleada por los agricultores (asintomáticas, síntomas intermedios y hojas deformadas con síntomas avanzados). Mediante un análisis de componentes principales y con los valores de los espectros de esas muestras, se desarrolló un modelo de clasificación de hojas. Ese modelo aplicado en espectros de hojas tomados al azar separó adecuadamente el grupo de espectros NIR de hojas asintomáticas de un grupo indiferenciado de espectros obtenidos de hojas con síntomas intermedios o avanzados. Los resultados sugieren que para esta enfermedad es posible desarrollar un modelo de detección en muestras problema. Para ello, se requerirá incorporar al modelo un mayor número de muestras en rangos de enfermedad bien definidos. Estos resultados permiten vislumbrar las posibilidades del uso de esta técnica no destructiva, para detección temprana de los síntomas del amarillamiento foliar en crisantemo y como herramienta para el diseño de estrategias oportunas y efectivas de manejo de esta y otras enfermedades en las plantas

Espectroscopía NIR como Técnica Exploratoria Rápida para Detección de Amarillamiento Hojas Crisantemo (Dendranthema grandiflora var. Zembla) / NIR Spectroscopy as Quick Exploratory Technique for Detection of Chrysanthemum Leaf Yellowing (Dendranthema

<p>Resumen. El diagnóstico seguro de enfermedades en las<br />plantas depende de técnicas costosas, que requieren de tiempo y entrenamiento especializado. Esta investigación evaluó el uso de espectroscopia infrarroja cercana NIR (por sus siglas en ingles near-infrared) para la detección rápida del “amarillamiento de hojas de crisantemo”, una enfermedad de etiología incierta que genera pérdidas económicas importantes. En este experimento se tomaron espectros infrarrojos en hojas con niveles de amarillamiento diferentes según la clasificación empleada por los agricultores (asintomáticas, síntomas intermedios y hojas<br />deformadas con síntomas avanzados). Mediante un análisis de componentes principales y con los valores de los espectros de esas muestras, se desarrolló un modelo de clasificación de hojas. Ese modelo aplicado en espectros de hojas tomados al azar separó adecuadamente el grupo de espectros NIR de hojas asintomáticas de un grupo indiferenciado de espectros obtenidos de hojas con<br />síntomas intermedios o avanzados. Los resultados sugieren que para esta enfermedad es posible desarrollar un modelo de detección en muestras problema. Para ello, se requerirá incorporar al modelo un mayor número de muestras en rangos de enfermedad bien definidos. Estos resultados permiten vislumbrar las posibilidades del uso de esta técnica no destructiva, para detección temprana de los síntomas del amarillamiento foliar en crisantemo y como herramienta para el diseño de estrategias oportunas y efectivas de<br />manejo de esta y otras enfermedades en las plantas. / Abstract. The safe diagnostic of plant diseases depends on expensive techniques which require time and specialized training. This study evaluated the use of near-infrared spectroscopy (NIR) for the rapid detection of “chrysanthemum leaf yellowing”, a disease of unknown etiology causing important economic losses in Antioquia’s chrysanthemum main producing areas. Spectral NIR data from intact leaves showing different levels of yellowing (healthy leaves, slightly deformed leaves or highly deformed leaves with advanced yellowing), used in conjunction with multivariate statistical analysis of NIR spectra, were used to build a descriptive model for chrysanthemum leaf yellowing classification. The descriptive model indicated the presence of two groups of NIR spectra belonging to asymptomatic or symptomatic leaves, with no further differentiation of NIR spectra from leaves showing mild or severe yellowing symptoms. Not without the drawbacks of a low number of NIR spectra, these results suggests that it is possible to develop a fast, accurate and nondestructive, spectroscopic based system to detect this disease on blind plant samples. Improvements to the sensitivity of this model in detecting multiple stages of this disease will depend on obtaining and adding new NIR leaf spectra obtained from clearly defined ratings of the disease. Due to its sensitivity and wide application, NIR spectroscopy appear to be a core technique to further develop new systems for the early detection of chrysanthemum leaf yellowing and other plant diseases. This in turn may result in the design of opportune and timely systems for plant disease control.</p

Memoria de investigación: Feria de Semilleros y Jornadas de Investigación de UNIMINUTO, Seccional Antioquia - Chocó.

Esta publicación busca difundir investigaciones y producción académica en diferentes disciplinas, realizadas por estudiantes y docentes de UNIMINUTO Seccional Antioquia - Chocó, con el fin de visibilizar el trabajo que realizo el Centro de Investigación para el Desarrollo de UNIMINUTO -CIDUB-, con respecto a debates académicos y espacios de interlocución. Igualmente, permite que la comunidad educativa lo temas de investigación y las discusiones que se están dando entre los semilleros y grupos de investigación, para así buscar puntos de encuentro y sinergias entre los investigadores. Adicionalmente, el texto se convierte en una invitación para que se vinculen otros investigadores, docentes, estudiantes e incluso otras instituciones a los procesos investigativos coordinados desde el CIDUB