Factores implicados en el decaimiento del espárrago en España. Estrategias de control. FIDEC.

Abstract

El cultivo de espárragos es de gran relevancia comercial en la agricultura mundial, y España destaca como el quinto productor a nivel global y el segundo en Europa, concentrando la mayor superficie cultivada en Andalucía. Este cultivo ha experimentado un significativo crecimiento en la región debido a su potencial exportador y rentabilidad económica, además de ser una fuente importante de empleo temporal, especialmente durante su temporada de exportación. No obstante, el síndrome de decaimiento del espárrago (SDE) ha tenido un impacto negativo, ocasionando pérdidas económicas y reducciones en la productividad. El SDE es un problema complejo con múltiples factores involucrados, incluyendo la calidad del suelo, el manejo agronómico, el clima y la presencia de patógenos. Se ha asociado con la podredumbre de raíces y coronas causada por Fusarium spp., aunque otros factores abióticos y la acumulación de compuestos alelopáticos también pueden estar involucrados. Este síndrome ha llevado a reducciones drásticas en el periodo productivo, forzando a los productores a abandonar fincas afectadas en busca de nuevas áreas de cultivo. Las sustancias alelopáticas, compuestos químicos liberados por las plantas, pueden ser otra razón del síndrome de decaimiento y problemas de replantación. Se cree que los compuestos fenólicos, como los ácidos cumárico, cafeico y ferúlico, podrían estar involucrados en la autotoxicidad del espárrago. Sin embargo, su efecto específico aún no se comprende completamente. Para controlar el SDE, se han identificado diversas estrategias. Los cultivares resistentes a Fusarium podrían ser útiles para su control. En cuanto al control químico, no se puede erradicar Fusarium del interior de las semillas o garras mediante métodos químicos, pero se puede eliminar de la superficie del material de plantación con soluciones de lejía. Las enmiendas orgánicas, especialmente las de la familia Brassicaceae para la biofumigación, pueden mejorar las condiciones del suelo y suprimir patógenos. Además, el control biológico con rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal también puede ser una opción. Asimismo, se recomienda evitar especies sensibles a Fusarium en la rotación de cultivos y mantener un adecuado manejo agrícola, incluyendo el uso de fertilizantes orgánicos y análisis regulares del suelo. En resumen, el control del síndrome del decaimiento del espárrago requiere un enfoque integral que involucre estrategias agronómicas, biológicas y químicas para mitigar el impacto de Fusarium y otras sustancias alelopáticas en el cultivo. El objetivo general de la tesis doctoral consiste en la identificación de los factores abióticos implicados en el decaimiento prematuro de las plantaciones de espárrago en las regiones productoras españolas, así́ como ensayar estrategias de control que permitan continuar con el cultivo de espárrago en parcelas que hayan mostrado síntomas de decaimiento. Primeramente, se pretendió caracterizar factores culturales asociados al síndrome de decaimiento del espárrago (condiciones edafoclimáticas y técnicas culturales aplicadas). Para ello se realizaron encuestas a agricultores asociados de cooperativas de comercialización en las principales zonas productoras de España, obteniendo información sobre las características de las parcelas, el riego, el cultivo, las técnicas agrícolas, las plagas y enfermedades, y la sintomatología del decaimiento. Los resultados de las encuestas realizadas mostraron que El cultivo de espárrago en la zona estudiada, está ampliamente distribuido especialmente en La Vega de Granada-Loja, pero se observa un manejo inadecuado en las explotaciones, con deficiente riego y falta de desinfección del suelo y agua. Estas prácticas pueden favorecer enfermedades fúngicas y acumulación de sustancias alelopáticas en el suelo, contribuyendo al síndrome del decaimiento. Los siguientes objetivos evaluaron el efecto del SDE en la fisiología y metabolismo de la planta, además de la Identificación de los agentes abióticos causantes del decaimiento del espárrago mediante el análisis del complejo de compuestos alelopáticos implicados en suelo y su efecto en la fisiología del cultivo, indicadores de estrés y efectos en producción final. Para ello se realizó ensayo se realizó en una finca experimental en Granada para ratificar factores abióticos relacionados con el síndrome de decaimiento del espárrago (SDE). Se utilizaron tres tipos de suelos, uno sin cultivo previo de espárragos (T1), otro suelo procedente de una parcela con fuertes síntomas de SDE desinfectado para eliminar patógenos (T2) y otro con el mismo suelo que T2, pero sin desinfectar (T3). Se plantaron garras de espárrago en contenedores excavados en el suelo con los tratamientos anteriormente mencionados y se analizó el desarrollo de las plantas. El SDE afectó a la fisiología y metabolismo de la planta, con posible relación con compuestos alelopáticos como el ácido ferúlico. Se encontró que la desinfección del suelo (T2) no tuvo efectos beneficiosos inmediatos en el control del SDE y podría estar relacionada con una pérdida de desarrollo y rendimiento del cultivo a largo plazo. Además, se evidenció que el SDE puede estar asociado con una mayor formación de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que podría tener efectos tóxicos en las plantas. Se sugiere que la comunidad microbiana desequilibrada debido a la desinfección del suelo podría haber contribuido al SDE y afectado negativamente el rendimiento del cultivo. Por último, se pretendió determinar la eficacia de diferentes estrategias de control y su efecto en el crecimiento de plantas, en la producción obtenida y la fisiología del cultivo. Para ello se seleccionó una parcela de cultivo de espárrago en El Jau, Granada, para el ensayo de estrategias de control. Se aplicaron 4 tratamientos en 16 parcelas aisladas y separadas por un dique de riego. Los tratamientos incluyeron biofumigación con pellets de Brassica carinata y de estiércol de gallinaza, desinfección química con Dazomet y un control sin tratar. La parcela mostraba síntomas severos del síndrome de decaimiento en el cultivo anterior. Los resultados mostraron que la desinfección química con Dazomet y la biosolarización con pellets de B. carinata mostraron efectos positivos en el crecimiento y rendimiento del espárrago. Sin embargo, el tratamiento con pellets de gallinaza mostró limitaciones en su eficacia. En conclusión, la desinfección química y la biosolarización con B. carinata son opciones prometedoras para controlar el SDE, mientras que el tratamiento con pellets de gallinaza podría descartarse como estrategia. En conclusión, la tesis ha identificado factores abióticos implicados en el síndrome de decaimiento del espárrago y ha probado estrategias de control efectivas como la desinfección química con Dazomet y la biosolarización con B. carinata. Estos hallazgos resaltan la importancia de adoptar prácticas agrícolas más sostenibles y adecuadas para mejorar el rendimiento y la calidad del cultivo de espárrago y mitigar los efectos del SDE.

The cultivation of asparagus is of great commercial relevance in global agriculture, with Spain standing out as the fifth-largest producer worldwide and the second in Europe, with the largest cultivated area in Andalusia. This crop has experienced significant growth in the region due to its export potential and economic profitability, serving as a vital source of temporary employment, particularly during the export season. However, the asparagus decline syndrome (SDE) has had a negative impact, causing economic losses and reduced productivity. The SDE is a complex problem involving multiple factors, including soil quality, agronomic practices, climate, and the presence of pathogens. It has been associated with root and crown rot caused by Fusarium spp., though other abiotic factors and the accumulation of allelopathic compounds may also play a role. This syndrome has led to drastic reductions in the productive period, compelling producers to abandon affected farms in search of new cultivation areas. Allelopathic substances, chemical compounds released by plants, may also contribute to the asparagus decline syndrome and replanting issues. Phenolic compounds, such as ferulic, caffeic, and cumaric acids, are believed to be involved in asparagus autotoxicity, though their specific effects are not yet fully understood. Various strategies have been identified to control the SDE, such as using Fusarium-resistant cultivars. In terms of chemical control, Fusarium cannot be eradicated from inside seeds or crowns using chemical methods, but it can be eliminated from the surface of planting material with bleach solutions. Organic amendments, particularly from the Brassicaceae family for biofumigation, can improve soil conditions and suppress pathogens. Additionally, biological control with plant growth-promoting rhizobacteria can be considered. Furthermore, it is recommended to avoid Fusarium-sensitive species in crop rotation and maintain appropriate agricultural management, including the use of organic fertilizers and regular soil analysis. In conclusion, controlling the asparagus decline syndrome requires a comprehensive approach involving agronomic, biological, and chemical strategies to mitigate the impact of Fusarium and other allelopathic substances on the crop. The overall objective of this doctoral thesis is to identify abiotic factors involved in the premature decline of asparagus plantations in Spanish production regions and test control strategies to continue asparagus cultivation in plots showing symptoms of decline. Firstly, the goal was to characterize cultural factors associated with the asparagus decline syndrome, such as edaphoclimatic conditions and applied cultural techniques. For this purpose, surveys were conducted among associated farmers of marketing cooperatives in Spain's main production zones, gathering information on plot characteristics, irrigation, cultivation, agricultural techniques, pests and diseases, and decline symptoms. The survey results showed that asparagus cultivation in the studied zone is widely distributed, especially in La Vega de Granada-Loja. However, inadequate management practices, including poor irrigation and lack of soil and water disinfection, were observed in the farms. These practices could favor fungal diseases and the accumulation of allelopathic substances in the soil, contributing to the asparagus decline syndrome. The following objectives evaluated the effect of the SDE on plant physiology and metabolism, as well as the identification of abiotic agents causing asparagus decline through the analysis of the complex of allelopathic compounds involved in the soil and their effects on crop physiology, stress indicators, and final production. For this purpose, a trial was conducted in an experimental farm in Granada to confirm abiotic factors related to the asparagus decline syndrome (SDE). Three types of soils were used: one without previous asparagus cultivation (T1), another from a plot with strong SDE symptoms, disinfected to eliminate pathogens (T2), and another with the same soil as T2 but not disinfected (T3). Asparagus crowns were planted in containers dug into the soil with the mentioned treatments, and the plant's development was analyzed. The SDE affected plant physiology and metabolism, with a potential relationship with allelopathic compounds like ferulic acid. It was found that soil disinfection (T2) did not have immediate beneficial effects on SDE control and could be related to long-term reductions in crop development and yield. Additionally, it was evident that the SDE could be associated with increased formation of reactive oxygen species (ROS), which might have toxic effects on plants. It is suggested that the unbalanced microbial community due to soil disinfection could have contributed to the SDE and negatively impacted crop yield. Lastly, the objective was to determine the effectiveness of different control strategies and their effects on plant growth, yield, and crop physiology. For this purpose, an asparagus cultivation plot in El Jau, Granada, was selected for the trial of control strategies. Four treatments were applied in 16 isolated plots separated by an irrigation dike. The treatments included biofumigation with pellets of B. carinata and chicken manure, chemical disinfection with Dazomet, and an untreated control. The plot showed severe symptoms of the asparagus decline syndrome in the previous crop. The results showed that chemical disinfection with Dazomet and biosolarization with B. carinata pellets had positive effects on asparagus growth and yield. However, the treatment with chicken manure pellets showed limitations in its effectiveness. In conclusion, chemical disinfection and biosolarization with B. carinata are promising options to control the SDE, while the treatment with chicken manure pellets may be discarded as a strategy. In conclusion, this thesis has identified abiotic factors involved in the asparagus decline syndrome and tested effective control strategies such as chemical disinfection with Dazomet and biosolarization with B. carinata. These findings highlight the importance of adopting more sustainable and appropriate agricultural practices to improve asparagus crop yield and quality and mitigate the effects of the SDE.