Desde Ebregrow te ofrecemos la información técnicamente más avanzada relativa al cultivo de Cannabis sativa, nuestra planta favorita. Y no es porqué seamos más listos que el resto, solo es que nos gusta trabajar duro!
En el post de hoy vamos a traducir y resumir un artículo referente al manejo de enfermedades del cannabis, escrito por Zamir Punja, del departamento de Ciencias biológicas de la universidad Simon Fraser de Canadá. ¿Te interesa? ¡Te lo explicamos!
Título original: Emerging diseases of Cannabis sativa and sustainable management
Autor: Zamir K Punja
Publicación: 27 febrero 2021. Pest Management Science published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.
Extracto
En Canadá, la legalización del cannabis en octubre de 2018 para los mercados medicinal y recreativo ha impulsado el interés en el cultivo a gran escala. Este aumento de la producción se ha traducido en un incremento de la incidencia y la gravedad de los patógenos vegetales, causando una variedad de enfermedades no notificadas anteriormente.
El objetivo de esta revisión es destacar las enfermedades importantes que afectan actualmente a las industrias del cannabis y el cáñamo en América del Norte y analizar diversas estrategias de mitigación. Los avances en el diagnóstico molecular para la identificación de patógenos y la determinación de fuentes de inóculo y métodos de propagación de patógenos han proporcionado información valiosa.
Los enfoques de manejo sostenible de enfermedades incluyen:
- Establecimiento de material de siembra limpio
- Modificación de las condiciones ambientales para reducir el desarrollo de patógenos
- Implementación de medidas de saneamiento y la aplicación de agentes de control biológico fúngicos y bacterianos. Actualmente no hay fungicidas registrados para su uso (en cultivo de cannabis medicinal) y, por lo tanto, no hay datos publicados sobre su eficacia.
El mayor desafío sigue siendo la reducción de la carga microbiana (unidades formadoras de colonias) en las inflorescencias cosechadas (cogollos). Los microbios contaminantes pueden introducirse durante las fases de cultivo y poscosecha, o constituir endófitos residentes.
La imposibilidad de alcanzar un umbral mínimo de microbios considerados seguros para la utilización de productos de cannabis puede surgir de métodos de cultivo convencionales y orgánicos, o después de la aplicación de agentes biológicos de control beneficiosos. El proceso regulatorio actual para la aprobación de productos de cannabis presenta un desafío para los productores que utilizan agentes de control biológico para el manejo de enfermedades.
| Nombre común | Patógeno | Manejo |
| Damping-off | Botrytis cinerea Fusarium oxysporum Fusarium proliferatum Fusarium solani | Reducir la humedad ambiental y mejorar la circulación de aire. |
| Fusarium (mal del vivero) | Fusarium oxysporum Fusarium proliferatum Fusarium solani | Testear plantas madre para asegurar que están libres de patógenos. Aplicación de medidas de control biológico en fase vegetativa |
| Powdery mildew (oidio) | Golovinomyces spp. | Seleccionar clones sanosIrradiar con luz UV-c durante 4 segundos cada día. Aplicar tratamientos a base de bicarbonato de potasio. Quemador de azufre. Eliminar hojas afectadas. |
| Bud rots (podredumbre del cogollo) | Botrytis cinerea Fusarium spp. | Reducir la humedad ambiental y evitar la condensación (VPD adecuado). Evitar variedades con cogollos demasiado grandes y densos. Cortar cogollos afectados y destruirlos. |
| Post-harvest molds | Botrytis cinerea Penicillium species | Mantener la sala de secado en condiciones óptimas de temperatura y humedad. Evitar dañar los cogollos durante la cosecha. |
| Dudding | Hop latent viroid | Testear las plantas regularmente para descartar ejemplares afectados. |
Síntomas de las enfermedades
En general, el tipo de síntomas de enfermedades en las plantas puede proporcionar una evaluación preliminar del agente causal involucrado. En el cannabis y el cáñamo, las descripciones de enfermedades emergentes recientemente han comenzado a aparecer en la literatura publicada.
Los patógenos se pueden agrupar según los tejidos que infectan: raíz y corona, follaje y tallo, inflorescencia y patógenos de poscosecha. La mayoría de los patógenos son hongos y oomicetos, seguidos de virus o viroides. Los patógenos bacterianos se informan con menos frecuencia
Los patógenos de la raíz más destructivos son las especies de Fusarium y Pythium , particularmente cuando las infecciones ocurren durante la fase de enraizamiento o el crecimiento vegetativo. Estas infecciones establecidas pueden progresar a la etapa de floración, causando retraso en el crecimiento y finalmente la muerte de la planta. Si se presentan simultáneamente en los tejidos de la raíz y la corona, pueden ocurrir síntomas graves, como la muerte súbita y rápida de las plantas con flores. Las pérdidas causadas por estos dos patógenos pueden llegar al 30%.
Los métodos de control de enfermedades para los patógenos que infectan la raíz deben implementarse al inicio del ciclo de producción (dentro de las primeras 2-4 semanas) para un manejo efectivo. Por ejemplo, la aplicación de agentes de control biológico debe realizarse durante esta fase para permitir la colonización efectiva de la raíz y la competencia con el patógeno.
Los patógenos que infectan las hojas del cannabis y el cáñamo incluyen el mildiu polvoriento, mientras que el cáñamo cultivado al aire libre puede verse severamente afectado por varios hongos que manchan las hojas, así como por varios virus identificados recientemente que aún no se han diagnosticado en plantas de cannabis cultivadas en interior.
Los patógenos que infectan el tallo son variados y diversos en los síntomas que producen y ocurren tanto en interiores como en exteriores, aunque las plantas cultivadas en exteriores tienen una mayor prevalencia de estas enfermedades ya que son difíciles de manejar. Las medidas de control de enfermedades para estos patógenos se basan en la prevención de la infección inicial (exclusión) y la reducción de la propagación posterior del inóculo secundario (esporas).
Los patógenos que infectan la inflorescencia son los más dañinos para un cultivo, ya que infectan y destruyen directamente los cogollos, causando pérdidas de hasta un 20%. Estas infecciones también pueden provocar pérdidas poscosecha adicionales significativas.
Los hongos más dañinos son las especies de Botrytis y Fusarium, así como otros hongos que colonizan los tejidos de las hojas y las flores, incluidas las especies de Penicillium y Golovinomyces. Estos hongos producen un gran número de esporas para asegurar su propagación.
Los hongos observados recientemente que pueden causar la pudrición de los cogollos incluyen especies de Diaporthe y Sclerotinia . Son los más difíciles de manejar debido a la falta de fungicidas registrados, la falta de información sobre las fuentes de inóculo y cuándo ocurre la infección, y un conjunto pequeño de productos biorracionales para su uso.
El extenso desarrollo de hongos como Fusarium y Penicillium dentro de las inflorescencias también puede conducir a la acumulación de micotoxinas en los tejidos, lo que potencialmente representa riesgos adicionales para la salud de los consumidores. Este aspecto requiere una mayor evaluación de impacto por parte de los reguladores gubernamentales en Canadá y Estados Unidos.
Los patógenos que infectan las plantas de cannabis causan diferentes síntomas.
- (A)–(C) Fusarium provoca el amarillamiento del follaje y la necrosis interna del tallo.
- (D)–(F) Pythium provoca marchitez y necrosis de la corona.
- (G)–(I) Golovinomyces causa mildiu polvoriento en hojas e inflorescencias.
- (J)–(L) Botrytis causa la pudrición de los cogollos.
Se muestran cultivos de los respectivos patógenos en (C), (F) y (L).
Epidemiología y expansión de los patógenos
Condiciones ambientales para cultivo interior de cannabis
La propagación de patógenos vegetales es un componente crítico del desarrollo de enfermedades, ya que permite que el inóculo se disemine de una planta a otra o de un lugar o región a otro.
En los patógenos fúngicos, la producción de grandes cantidades de esporas a partir de tejidos enfermos asegura un movimiento rápido y generalizado. Las esporas del mildiu polvoriento y las especies de Botrytis se producen en conidióforos y se liberan al aire para propagarse a largas distancias, mientras que las de F. oxysporum se pueden diseminar a través del aire, el agua o en material vegetal.
Las esporas de las especies de Penicillium también están presentes en la mayoría de los ambientes interiores, en materiales vegetales en descomposición y en el suelo, y se propagan fácilmente en el aire tanto en interiores como en exteriores.
Existen diferencias estacionales en las poblaciones de esporas de hongos fitopatógenos y mohos saprófitos, y se encuentran en mayor número en la temporada de otoño, lo que sería particularmente importante para el cannabis y el cáñamo cultivados al aire libre.
En los entornos de cultivo interior, la introducción de material vegetal enfermo como esquejes o plantas madre puede resultar en la propagación de patógenos como el mildiu polvoriento, Fusarium spp., el viroide latente del lúpulo y potencialmente otros patógenos. El inóculo inicial de patógenos que infectan la raíz y contaminantes de moho también se pueden introducir a través de sustratos de cultivo infestados (fibra de coco, tierra) si no se han esterilizado adecuadamente.
Una vez que se introduce un patógeno dentro de una instalación de cultivo, por ejemplo, un invernadero, el inóculo de patógenos como Pythium y Fusarium puede propagarse en agua recirculada sin filtrar, en el aire y potencialmente por los trabajadores. La diseminación por semillas es otro medio por el cual los patógenos fúngicos y virales pueden introducirse en una instalación de cultivo o región. La importancia de los patógenos transmitidos por semillas en el cannabis y el cáñamo requiere más investigación.
Cómo mitigar la enfermedades
La mitigación del desarrollo de enfermedades requiere la interrupción del ciclo de la enfermedad, comenzando con la prevención de la introducción de inóculo, evitando la infección o el desarrollo de síntomas, reduciendo la producción y propagación de inóculo secundario y reduciendo la supervivencia del patógeno.
Estos enfoques se resumen en la Tabla 1 y se discutirán en referencia a patógenos específicos que pueden mitigarse para prevenir la infección de plantas de cannabis o cáñamo.
La prevención de la introducción de inóculo es fundamental para los productores que inician un nuevo cultivo. Esto se puede garantizar mediante:
- Pruebas de las plantas madre para detectar la presencia de patógenos antes de tomar esquejes vegetativos.
- Desinfección de semillas y equipos para erradicar los propágulos de patógenos.
- Asegurarse de que los materiales de siembra, sustratos y fuentes de agua estén libres de inóculo de patógenos.
- Evitar plantar cannabis y cáñamo en campos con un brote previo de enfermedad en el cultivo anterior, o adyacentes a otros cultivos que podrían ser una fuente de inóculo.
Cómo prevenir la introducción del patógeno
Existen métodos ampliamente disponibles para analizar las plantas y garantizar que tanto ellas como los materiales de siembra estén libres de patógenos. Varios laboratorios comerciales pueden brindar servicios de detección. Se han descrito métodos de PCR para la detección de muchas especies que se informa que infectan el cannabis y el cáñamo, incluidos Fusarium y Pythium, así como especies de Golovinomyces.
También se puede detectar el viroide latente del lúpulo utilizando técnicas moleculares. Los métodos para detectar patógenos transmitidos por semillas en semillas de cannabis o cáñamo se pueden adaptar a partir de la vasta literatura sobre patógenos transmitidos por semillas.
Dado que actualmente no existe un programa de certificación para cannabis o cáñamo en Canadá, los productores con licencia no pueden tener garantizado material de siembra libre de enfermedades. Como resultado, la propagación de el Fusarium a través de esquejes proporcionados por propagadores, por ejemplo, no es infrecuente, lo que resulta en la introducción del patógeno en nuevas áreas.
Los patógenos del mildiu polvoriento y velloso, y el viroide latente del lúpulo, también se pueden introducir en esquejes enfermos, ya que estos patógenos obligatorios requieren un huésped vivo para reproducirse y sobrevivir. Muchos productores confían en propagadores que pueden no estar realizando la debida diligencia para garantizar que los materiales vendidos para su distribución estén certificados como libres de patógenos.
El desarrollo de métodos de cultivo de tejidos para cannabis y cáñamo ha mostrado cierto éxito con respecto a la regeneración de brotes a partir de explantes nodales para la micropropagación. Si bien varias compañías comerciales ahora están produciendo plantones, este enfoque necesita ser aumentado con la detección de patógenos para proporcionar materiales de siembra libres de enfermedades.
Actualmente, no hay plantas certificadas libres de enfermedades que se hayan obtenido mediante cultivo de tejidos. Se ha enfatizado la importancia de materiales vegetales libres de virus y la detección temprana para el manejo de patógenos virales y viroides.
Prevención de la infección y desarrollo de síntomas
Los fungicidas que inhiben la germinación de esporas fúngicas para prevenir la infección inicial o el desarrollo de síntomas están ampliamente disponibles para la mayoría de los cultivos agrícolas. Se aplican en varias ocasiones durante la temporada y se han generado datos de seguridad. Sin embargo, para el cannabis o el cáñamo, actualmente no hay fungicidas registrados para su uso, aunque el azufre vaporizado mediante un quemador se puede utilizar de manera efectiva para minimizar el establecimiento del mildiu polvoriento en invernaderos.
Los fungicidas con ingredientes activos que incluyen metalaxil, estrobilurinas, fludioxonil, fluopiramy pirimetanil pueden proporcionar un control eficaz de los patógenos emergentes más importantes (Pythium, Fusarium, Botrytis y mildiu polvoriento). Las restricciones en los tiempos de aplicación y el monitoreo de residuos proporcionarán las medidas de seguridad necesarias para los consumidores.
Se demostró que las aplicaciones de aerosoles de bicarbonato de potasio (MilStop) a intervalos semanales reducen el desarrollo de mildiu polvoriento en las plantas de cannabis.
La aplicación de un extracto vegetal de Reynoutria sachalinensis también redujo el desarrollo de mildiu polvoriento en el cannabis. Este producto está registrado para su uso en cannabis en Canadá y se informa que induce resistencia a las enfermedades cuando se aplica a un rango de especies vegetales antes del inicio de la infección; tiene menos actividad cuando se usa después de la infección.
La aplicación de agentes de control biológico para reducir la infección por Fusarium en esquejes de cannabis se describe en la sección 15. Estos resultados indican que existen varios enfoques que se pueden utilizar para reducir la infección si se utilizan en el momento adecuado.
Reduciendo la supervivencia de los patógenos
Los enfoques para reducir la supervivencia de los propágulos de patógenos deben enfatizar las medidas de saneamiento, como la eliminación y destrucción de todos los materiales vegetales y desechos que puedan contener inóculo de patógenos como Fusarium, Botrytis y Sclerotinia.
También se debe realizar la desinfección de superficies utilizadas durante el cultivo de cannabis, por ejemplo, mesas de propagación, con peróxido de hidrógeno, esterilización UV y otros desinfectantes (por ejemplo, cloruro de didecil dimetil amonio) para reducir la transferencia de inóculo.
El tratamiento del agua recirculada puede ser necesario para garantizar que el inóculo del patógeno no se reintroduzca en los sistemas de producción de invernaderos. La adición de cloro puede reducir la transferencia de inóculo de Pythium y Fusarium.
En condiciones de campo, la supervivencia del inóculo se puede reducir mediante la implementación de medidas de saneamiento como la eliminación y destrucción de plantas enfermas, el enterramiento de tejidos enfermos en las profundidades del suelo y la rotación de cultivos. La aplicación de antagonistas microbianos para reducir la supervivencia de patógenos ha tenido cierto éxito en otros cultivos, pero requiere un período de tiempo más largo para lograr resultados positivos.
Agentes de control biológicos para el manejo de enfermedades
La aplicación de agentes de control biológico para reducir el desarrollo de enfermedades en el cannabis y el cáñamo ofrece un gran potencial debido a la disponibilidad limitada de fungicidas sintéticos. Aunque varios agentes de control biológico están registrados para su uso en cannabis en Canadá para el manejo de enfermedades, faltan datos comparativos de eficacia.
En nuestro laboratorio se están evaluando productos a base de Trichoderma harzianum, T. asperellum y Gliocladium catenulatum, así como Bacillus subtilis cepa QST 713 y Bacillus amyloliquefaciens cepa F727. Se están investigando los efectos sobre tres enfermedades: Fusarium en esquejes de cannabis, mildiu polvoriento en el follaje e infección por Botrytis de la inflorescencia.
La actividad de control biológico contra Fusarium en esquejes de cannabis se evaluó mediante la aplicación de productos a las dosis recomendadas 48 horas antes del desafío con el patógeno. Todos los microbios demostraron eficacia contra este patógeno en comparación con el control. Estos resultados preliminares muestran que la colonización endofítica por Gliocladium catenulatum y Trichoderma asperellum puede ocurrir y es un componente importante de la actividad de control biológico de estos dos microbios, y es probable que esto esté ocurriendo en los tallos de cannabis.
Para el control del mildiu polvoriento, las aplicaciones semanales de Bacillus subtilis cepa QST 713 fueron tan efectivas como el bicarbonato de potasio y el extracto de Fallopia japonica para la supresión de enfermedades. Por el contrario, ni Streptomyces lydicus cepa WYEC 43 ni el peróxido de hidrógeno tuvieron un efecto significativo.
Para el manejo de Botrytis, se probaron T. asperellum y B. amyloliquefaciens in vitro y ambos inhibieron significativamente el crecimiento del patógeno. Cuando se aplicaron a inflorescencias separadas 48 horas antes de la inoculación con el patógeno, redujeron visiblemente el desarrollo del patógeno después de la incubación a alta humedad durante 7 días .
Estos resultados preliminares son alentadores e impulsan estudios adicionales para determinar el momento de aplicación y las tasas necesarias en plantas enteras. ¿Las aplicaciones de productos de control biológico a las inflorescencias en momentos predeterminados antes de la cosecha permiten suficientes unidades formadoras de colonias para inhibir el patógeno pero que no hacen que los productos no cumplan con los requisitos regulatorios? Se necesitan más estudios sobre la supervivencia y los modos de acción, reconociendo que la extensa literatura publicada sobre los mecanismos de control biológico es probable que sea aplicable al cannabis.
Eficacia de la irradiación con luz ultravioleta para el manejo de enfermedades
Irradiación antes de la cosecha
La irradiación del follaje con UV-C durante 3-5 segundos diarios durante 28 días redujo significativamente el desarrollo de mildiu polvoriento. El uso de luz ultravioleta (UV-C y UV-B) para reducir el desarrollo de patógenos y moho se ha demostrado para varios cultivos, incluido el manejo del mildiu polvoriento.
La eficacia de la luz ultravioleta en el control de enfermedades se debe a su actividad germicida directa y su capacidad indirecta para inducir respuestas de defensa en las plantas, incluidos niveles más altos de compuestos fenólicos y proteínas relacionadas con la patogenia.
Se necesitan más estudios para determinar si la luz UV-C puede minimizar el crecimiento de moho cuando se aplica a las inflorescencias durante el ciclo de crecimiento de la planta, sin causar daños a los tejidos que puedan aumentar inadvertidamente los niveles de moho. Tampoco se sabe qué efecto puede tener el tratamiento precosecha con UV-C sobre los niveles de cannabinoides en las inflorescencias.
Irradiación después de la cosecha
La irradiación es un enfoque que también se usa ampliamente para minimizar el crecimiento de mohos en productos alimenticios almacenados, incluidas las hierbas y frutas secas.
En el caso del cannabis, la irradiación incluye el uso de rayos gamma y radiación de haz de electrones, así como el tratamiento con plasma frío. El uso de la irradiación con haz de electrones en cogollos de cannabis secos está permitido en Canadá para reducir los niveles finales de moho. Las poblaciones de Penicillium spp. y Botrytis se redujeron significativamente después de este tratamiento. Los productores orgánicos tienen que recurrir a otros métodos menos estudiados para reducir el conteo total de moho, que pueden incluir la exposición al ozono después de la cosecha, ya que la irradiación no está permitida.
La búsqueda de resistencia genética a los patógenos
El trasfondo genético de Cannabis sativa incluye razas locales y genotipos de orígenes geográficos muy diversos. Esto sugiere que debería haber suficiente diversidad genética para identificar genotipos (cepas) específicos con resistencia a patógenos importantes como Fusarium, mildiu polvoriento, Botrytis y virus y viroides. Se necesitan desarrollar métodos de detección para identificar con precisión dichas fuentes, seguido de la caracterización molecular de los mecanismos bioquímicos subyacentes y los genes reguladores.
Entre los genotipos cultivados actualmente, las pruebas de 13 cepas revelaron que ninguna tenía resistencia a Fusarium oxysporum, mientras que cuatro de 12 cepas mostraron resistencia al mildiu polvoriento. La resistencia combinada a múltiples patógenos, por ejemplo Fusarium, Botrytis y Golovinomyces, aún no se ha logrado mediante la cría convencional.
También se han observado diferencias en la susceptibilidad a la infección por Botrytis que pueden estar relacionadas con la arquitectura del follaje y el tamaño y composición de la inflorescencia, ya que afecta el microclima y la humedad relativa alrededor de los sitios de infección. Aún no se ha determinado si los productos de secreción de los tricomas pueden influir en el desarrollo de patógenos y mohos.
La posibilidad de la ingeniería genética de Cannabis sativa para mejorar la resistencia a los patógenos y alterar otros atributos de calidad está bajo investigación en varios laboratorios. Esta especie es susceptible a la ingeniería genética, pero ha demostrado ser un desafío con respecto a la regeneración de plantas transgénicas completamente desarrolladas para futuras pruebas. Se debe explorar el potencial de desarrollar plantas de cannabis transgénicas, similar a las de una amplia gama de otras especies vegetales.
Conclusiones y perspectivas de futuro
En los últimos 4 años, se ha informado de una gran cantidad de hongos, virus, bacterias y nemátodos patógenos que causan enfermedades en los cultivos de cannabis y cáñamo en América del Norte. Esta revisión ha intentado resumir estas enfermedades y discutir enfoques de mitigación utilizando una serie de estrategias.
El reciente levantamiento de las restricciones al cultivo de estos cultivos en América del Norte fomentará la realización de investigaciones revisadas por pares. La implementación de material vegetal de siembra certificado libre de patógenos es un primer paso importante, seguido de la utilidad de agentes de control biológico, que aún requieren investigación para determinar su eficacia comparativa y modos de acción.
Se debe abordar el registro de fungicidas selectivos para combatir patógenos durante la etapa de propagación, con límites de residuo cero impuestos antes de la cosecha del producto final. La aplicación actual de “cero fungicidas” no aborda las pérdidas considerables que los hongos y los oomicetos patógenos están causando a las industrias del cannabis y el cáñamo.
La investigación sobre el papel que pueden desempeñar los endófitos microbianos debe proporcionar evaluaciones imparciales de su función, así como del microbioma total, en la biología del cannabis y el cáñamo. Será un desafío desarrollar métodos para evaluar con precisión las poblaciones de contaminantes de moho para distinguir los que potencialmente podrían ser dañinos de los que pueden ser beneficiosos, pero es necesario seguir adelante.
Si bien la irradiación poscosecha minimiza de manera efectiva los contaminantes de moho, aumenta el costo de producción y es necesario evaluar cualquier posible efecto sobre las propiedades organolépticas del producto. Se necesitan explorar otras opciones de tratamiento para los productores orgánicos.
Finalmente, identificar fuentes potenciales de resistencia a los patógenos más desafiantes debería convertirse en una prioridad a largo plazo. El aumento en el cultivo de cannabis y cáñamo brinda una multitud de oportunidades para la colaboración entre investigadores académicos e industriales para resolver los problemas emergentes de enfermedades, y con agencias gubernamentales para garantizar que la seguridad del consumidor siempre sea una prioridad absoluta.
Director de ventas en Horticultura tècnica de l'Ebre S.L. - Ebregrow
Ingeniero técnico agrícola especializado en cáñamo y microhorticultura y técnico superior en sistemas de control automatizados.
He trabajado como redactor de contenidos en La cañameria global S.L. y Cactus Martorell Growshop. He trabajado también como comercial y asesor técnico en All2Grow y Excellent Nutrients.
He trabajado como redactor de contenidos en La cañameria global S.L. y Cactus Martorell Growshop. He trabajado también como comercial y asesor técnico en All2Grow y Excellent Nutrients.
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