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Caña de Azúcar Vol. 12(2): 73-84. 1994


ALGUNAS CONSIDERACIONES EN LA DINÁMICA DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR (Puccinia melanocephala).

A. Recio D., F. Valladares A., J. Montalvan D. y L. Pardo



RESUMEN

La roya de la caña de azúcar no ocurre uniformemente en todos los campos, por lo tanto hay factores edafoclimáticos y varietales que influyen en su incidencia. Para determinar la posible relación de algunas variables meteorológicas con la dinámica de la enfermedad y detectar el modelo matemático que describa mejor su desarrollo, se efectuó un estudio en la Estación Provincial de Investigaciones de la Caña de Azúcar en Camagüey, Cuba. Sobre un área de 600 m2 sembrada con la variedad 84362, se marcaron cinco puntos en forma de sobre cerrado, donde cada 15 días y por espacio de 8 meses se hicieron evaluaciones de presencia de pústulas de roya en las hojas +1, +3 y +5 según notación de Kuijper. Se llevaron registros de temperaturas máxima, mínima y media; humedad relativa y precipitación de todo el periodo evaluado. Los resultados indican que la mayor producción de pústulas se produjo entre los 100 y 145 días de edad, coincidiendo con las primeras etapas de crecimiento del cultivo, mayor precipitación y temperatura. La temperatura máxima fue el criterio más importante en la explicación de la dinámica de la roya en caña planta y se demostró que el modelo matemático de Gompertz fue el de mejor ajuste para describir el progreso y desarrollo de la enfermedad.

Palabras Claves: Roya, Pucclnla melanocephala, dinámica de enfermedad, caña de azúcar, Cuba, clima, temperatura máxima, modelo matemático.

SOME ASPECTS ON SUGAR CANE RUST (Puccinia melanocephala) DYNAMICS.

ABSTRACT

Sugarcane rust occurrence is not even in all the cane fields; some climatic and varietal factors influence its incidence. In order to deterrnine the relation ship of meteorological aspects on the disease dymanics and to establish the best mathematical model to describe the rust development, an experiment was carried out at the Estacion Provincial de Investigaciones de la Cafla de Azucar in Camagüey, Cuba. Five locations were marked In the 600 m2 fleld of the variety B4362. Evaluations of rust signs on +1, +3 and +5 leaves were made, according Kuijper notation, every 15 days during 8 months. Temperature (maximun, minimun and media), relative humidity and precipitation were recorded. The results indicate that the higher production of rust pustules was between 100 and 145 days old, coinciding with the fjrst stages of the crop developrnent and the higher temperature and precipitation. The maximun temperature was the most helpful criterion to explain the rust dynamics. The Gompertz mathernatical model was found to be the most suitable for describing the disease progress and development.

Key words: Sugar cane, rust, Pucclnia melanocephala, desease dynamics, Cuba, wheather, rnaximun temperature, rnathernatical model.


INTRODUCCIÓN

La roya de la caña de azúcar producida por el hongo Puccinia melanocephala H. and P. Sydow, es una de las enfermedades de mayor importancia que afecta este cultivo (4). Desde que fue repor1ada en Cuba, fue la causa de pérdidas cuantiosas en la variedad 84362, la cual por su alta sensibilidad quedó totalmente eliminada de las áreas cañeras.

El ambiente donde se desarrolla el cultivo de la cana de azúcar está constituido por numerosos factores, algunos de los cuales pueden ser controlables y otros no. Su combinación contribuye a la formación de diferentes condiciones de desarrollo y producción, determinando el compor1amiento especifico de las variedades. As! mismo, las enfermedades del cultivo, están fuer1emente determinadas en su desarrollo y distribución, por las variaciones edafoclimáticas locales (13).

El enfoque clásico del estudio de la dinámica de las poblaciones consiste en examinar los cambios en el tiempo del número o densidad de las especies. Para ello, las funciones logísticas, Gomper1 y Weibull han sido propuestas para la modelación del desarrollo de las enfermedades de las plantas, considerando la población del patógeno como la medida de la proporción del tejido infectado (7) .

El objetivo del presente trabajo fue determinar la posible relación de algunas variables metereo16glcas con la dinámica de la roya de la cana de azúcar y detectar el modelo matemático que mejor describe el desarrollo de esta enfermedad.


MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se plantó sobre un suelo Cambisol calcárico clasificación FAO/UNESCO (10), de la Estación Provincial de Investigaciones de la Cana de Azúcar de Camagüey, Cuba, ubicada en el municipio Florida a los 21° -31' de Latitud Norte y 78° -14' de longitud Oeste.

Se utilizó un área de 600 m2 en un bloque compacto de 24 surcos de 15 m de largo, sembrados a 1,60 m de separación y 0,60 m entre trozos de 3 yemas de la variedad "84362", la cual es considerada como un patrón de alta susceptibilidad a la roya.

Para la evaluación fueron marcados un total de 5 puntos en forma de sobre cerrado, evaluándose 5 plantones en cada uno de los puntos. Se anotó la presencia de pústulas en la planta, tornando como base las hojas +1, +3 y +5, según notación de Kuiiper, señalado por Dillewin (3), en tallos previamente marcados para tal fin. Estas evaluaciones se realizaron cada 15 días en la cepa de primavera ya todo lo largo del ciclo lluvioso, que sobrepasa los 1.000 m m de precipitación.

Se calculó la proporción de la enfermedad como una medida de la población del patógeno y por mediación de regresiones no lineales con el tiempo, se procesaron los datos para determinar a cuales de los modelos: Logístico, Gompertz o Weibull se ajustaban mejor .Posteriormente se hicieron las transformaciones de los modelos de mejor ajuste, Logit (X=ln X/1-X) y Gompit (X=-ln (-In X)) para facilitar los cálculos y con ellos se realizaron regresiones lineales simples (16,7,9,1).

Con el fin de determinarla influencia de las variables meteorológicas: temperatura máxima (X1), temperatura media (X2), temperatura mínima (X3), Humedad relativa (X4), y lluvia (X5) en la dinámica de la roya de la cana de azúcar, se utilizó la técnica de regresión múltiple, usando el procedimiento conocido como selección paso a paso (15,8).

Para compararla significación de los modelos matemáticos y de las ecuaciones de regresión múltiple, se utilizó el estadígrafo F (p> 0,01). Se tuvo en cuenta, además, la suma de cuadrados y el coeficiente de determinación (Rs).


RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la Figura 1 se observa que la máxima producción de pústulas aparece entre las evaluaciones 4 y 7, o sea entre los 100 y 145 días de plantado el experimento (3- 5 meses de edad).

En Mauricio se ha encontrado que la enfermedad es más severa en cañas jóvenes, pero después de la siembra o el retoñamiento, cuando se cierra el campo, se reduce notablemente la infección (12). Por su parte FLORES Y OSADA (5), plantearon que las mayores infecciones aparecen en campos de menos de 100 días, y que las plantaciones mayores de 8 meses sufren menor daño. En nuestras condiciones los brotes de roya en "B4362" ocurren con severidad desde las primeras etapas del desarrollo de las plantas, por lo que el índice de infección de la enfermedad alcanza valores elevados hasta cerca de los 5 a 7 meses, con un decrecimiento posterior a medida que se acerca al final del ciclo vegetativo (14).

Fig. 1. DINÁMICA DE PÚSTULAS DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR SEGÚN TIPO DE HOJA

Fig. 1. DINÁMICA DE PÚSTULAS DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR SEGÚN TIPO DE HOJA

La relación entre la proporción de pústulas de roya y las variables metereológicas se estableció estimando los valores de los coeficientes de regresión de cada una de las variables, en la ecuación de regresión múltiple de la Fig. 2. Esta ecuación explica el 72,4 % de la varianza, y el ajuste de la curva teórica a los datos empíricos fue significativo al5 % de probabilidad de error.

En el Cuadro 1 se muestra el aporte de las variables físicas del clima en la explicación de la dinámica de la enfermedad. La temperatura máxima explicó más del 50 % de la variabilidad total, siguiéndole en orden la lluvia.

Cuadro 1. Ecuaciones de regresión múltiple, donde se muestran el aporte de las variables meteorológicas en la explicación de la dinámica de la roya de la caña de azúcar. (P. melanocephala).

Ecuaciones de regresión múltiple

%
Var. Exp.

F

Y = 5,4845-0,1438 X1

52,27

14,2 **

Y = 6,4270-0,2131 X1 + 0,089 X5

66,97

12,1 **

Y = 7,7706-0,2314 X1 + 0,045 X3 + 0,0961 X2

70,46

8,7 **

Y = 6,1490-0,1914 X1 + 0,141 X3 + 0,0294 X4 + 0,1097 X5

71,95

6,4 **

Y = 5,25-0,1676 X1 + 0,0189 X2 -0,160 X3 + 0,0289 X4 + 0,0978 X5

72,41

4,7 *

X1: Temp. máxima         X3: Temp. mínima         X5: Lluvia
X2: Temp. media            X4: H. Relativa              **:Sig.1%
                                                                          *.Sig. 5%

 

Según OSADA y REYES (11), la temperatura máxima juega un papel primordial en la incidencia de la enfermedad. Estos autores plantean que temperaturas menores de 34 °C favorecen su desarrollo, no así cuando las temperaturas sobrepasan este limite.

Por otra parte, el coeficiente de determinación para el modelo logístico fue aproximadamente igual al del modelo de Gompertz, sin embargo, el análisis de los residuos indicó un mejor ajuste para este último (Cuadro 2). Se utilizaron las transformaciones Logit y Gompit para establecer las curvas de dichos modelos (Fig. 3 y 4) (9).

 

Fig. -2- COMPARACIÓN ENTRE LA CURVA EXPERIMENTAL DE PÚSTULAS DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR Y LA CURVA TEÓRICA DEFINIDA POR LA ECUACIÓN: Y= 5,2473-0,1675 X1 + 0,0189 X2-0,1459 X3 + 0,0289 X4 + 0,0978 X5 R2 = 0,72*

Fig. -2- COMPARACIÓN ENTRE LA CURVA EXPERIMENTAL DE PÚSTULAS DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR Y LA CURVA TEÓRICA DEFINIDA POR LA ECUACIÓN: Y= 5,2473-0,1675 X1 + 0,0189 X2-0,1459 X3 + 0,0289 X4 + 0,0978 X5 R2 = 0,72*

 

Fig. -3- PROGRESO Y DESARROLLO DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN EL TIEMPO, USANDO LA TRANSFORMACIÓN LOGIST.

Fig. -3- PROGRESO Y DESARROLLO DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN EL TIEMPO, USANDO LA TRANSFORMACIÓN LOGIST.

 

Fig. -4- PROGRESO Y DESARROLLO DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN EL TIEMPO, USANDO LA TRANSFORMACIÓN GOMPIT.

Fig. -4- PROGRESO Y DESARROLLO DE LA ROYA DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN EL TIEMPO, USANDO LA TRANSFORMACIÓN GOMPIT.

 

Cuadro 2. Ecuaciones de regresión lineal que describen el progreso y desarrollo de la enfermedad.

Ecuaciones

Suma de Cuadrado
Error

Rs

F

Logit (X) = -3,9049 + 0,0383 X

0,07070498

0,8534

75,76 **

Gompit (X) = -1,3420 + 0,0118 X

0,00527896

0,8809

96,11 **

**: Sig. 1%
Logit (X)=ln (X/1-X)
Gompit (X)=-ln(-ln (X))

La roya de la caña de azúcar tiene la característica que en las primeras etapas de crecimiento del cultivo define claramente sus síntomas, el progreso parece ser más lento al final de la epidemia, cuando se cierra el campo y las plantas han alcanzado cierto grado de desarrollo y madurez. Esta característica de la enfermedad es similar a la de la roya del maíz y numerosos autores coinciden en señalar que debido a esto, el modelo logístico sobreestima el progreso y desarrollo de ella y proponen al modelo de Gompertz como el más apropiado (6,1,2).


CONCLUSIONES

La mayor producción de pústulas se produjo entre los 100 y 145 días de plantado el experimento, coincidiendo con las primeras etapas de crecimiento del cultivo.

La ecuación de regresión múltiple explicó el 72,41 % de la variabilidad total.

De las variables meteorológicas estudiadas, la temperatura máxima presentó la mayor importancia en la explicación de la dinámica de la roya de la caña de azúcar .

El modelo de Gompertz resultó ser el más apropiado para describir el progreso y desarrollo de la enfermedad en el tiempo.


BIBLIOGRAFÍA

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