Avaluació de sistemes alternatius als fungicides sintètics per al control de les podridures verda i blava en postcollita de cítrics

Resumen

Les pèrdues econòmiques ocasionades per les malalties de postcollita representen actualment un dels principals problemes de la citricultura mundial. En les nostres condicions mediterrànies destaca la incidència de les malalties ocasionades per patògens de ferida, especialment la podridura verda, causada per Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc. i la podridura blava, causada per P. italicum Wehmer. Tradicionalment i també avui dia, el control daquestes malalties es realitza mitjançant tractaments en postcollita amb fungicides de síntesi. Laplicació massiva i continuada daquests productes ha generat problemes greus com són la proliferació de soques dels patògens resistents als fungicides, la presència excessiva de residus als fruits amb el consegüent increment dels riscos per a la salut humana i el medi ambient, i laparició de malalties iatrogèniques. Davant aquesta situació, una de les prioritats màximes del sector citrícola és trobar i desenvolupar sistemes de control alternatius. Aquest ha estat lobjectiu bàsic del present treball de tesi doctoral. Després de caracteritzar la població fúngica ambiental i epifita dels fruits en camps de mandariner Clemenules representatius de la zona productora de Tarragona (Capítol 1) i quantificar la micoflora i les soques de Penicillium spp. resistents a fungicides presents a lambient i a la superfície dequips i instal.lacions en centrals citrícoles de la zona (Capítol 2), shan avaluat distints mètodes físics, químics i biològics i també combinacions dells per al control en postcollita de les podridures verda i blava dels cítrics. Concretament, shan estudiat amb profunditat els tractaments amb aigua calenta, carbonat sòdic i bicarbonat sòdic (Capítols 3 i 4), sha avaluat lefectivitat dun bon nombre daltres additius alimentaris i substàncies de baixa toxicitat (Capítol 5) i sha determinat lefecte de la conservació frigorífica en atmosferes ozonitzades (Capítol 6). Finalment, shan aïllat, identificat i caracteritzat microorganismes antagònics efectius en el control biològic de les podridures verda i blava i sha assajat la seva combinació amb altres tractaments alternatius (Capítols 7 i 8). Entre les principals conclusions que shan obtingut, destaca que el gènere Penicillium es troba present als camps de mandariner Clemenules durant tot el període de recol.lecció i que la fruita arribada del camp és la principal font de contaminació fúngica de les centrals citrícoles de la zona, en les quals existeixen soques tant de P. digitatum com de P. italicum resistents als fungicides tiabendazol i imazalil. Banys de curta durada en solucions de carbonat sòdic o bicarbonat sòdic al 2 o 3% són més efectius que laigua calenta sola per al control de les podridures verda i blava en taronges i mandarines clementines. Es tracta de tractaments sinèrgics amb la calor (45ºC), lacció dels quals és fungistàtica i no molt persistent. Altres tractaments efectius són banys en solucions calentes de sorbat potàssic, benzoat sòdic, molibdat amònic i molibdat sòdic. Lemmagatzemament en fred (5ºC) en atmosferes ozonitzades (0,3 o 1,0 ppm dozó) no redueix la incidència de les podridures verda i blava en taronges i llimones, però retarda el seu desenvolupament i inhibeix lesporulació dels patògens. La soca CPA-2 del bacteri Pantoea agglomerans és un antagonista efectiu en el control biològic de les podridures verda i blava en taronges i clementines. La seva acció es complementa satisfactòriament amb un tractament previ de bicarbonat sòdic al 2%. Resumen Las pérdidas económicas ocasionadas por las enfermedades de post-cosecha representan actualmente uno de los principales problemas de la citricultura mundial. En nuestras condiciones mediterráneas destaca la incidencia de enfermedades causadas por patógenos de herida, especialmente la podredumbre verde, causada por Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc. y la podredumbre azul, causada por P. italicum Wehmer. Tradicionalmente y también hoy en día, el control de estas enfermedades se realiza mediante tratamientos en post-cosecha con fungicidas de síntesis. La aplicación masiva y continuada de estos productos ha generado problemas graves como son la proliferación de cepas de los patógenos resistentes a los fungicidas, la excesiva presencia de residuos en los frutos, con el consecuente incremento de los riesgos para la salud humana y el medio ambiente, y la aparición de enfermedades iatrogénicas. Ante esta situación, una de las prioridades máximas del sector citrícola es encontrar y desarrollar sistemas de control alternativos. Este es el objetivo básico del presente trabajo de tesis doctoral. Después de caracterizar la población fúngica ambiental y epífita de los frutos en campos de mandarino Clemenules representativos de la zona productora de Tarragona (Capítulo 1) y cuantificar la micoflora y las cepas de Penicillium spp. resistentes a fungicidas presentes en el ambiente y en la superficie de equipos e instalaciones en centrales citrícolas de la zona (Capítulo 2), se han evaluado distintos métodos físicos, químicos y biológicos y también combinaciones de los mismos para el control en post-cosecha de las podredumbres verde y azul de los cítricos. Concretamente, se han estudiado en profundidad los tratamientos con agua caliente, carbonato sódico y bicarbonato sódico (Capítulos 3 y 4), se han evaluado un buen número de otros aditivos alimentarios y sustancias de baja toxicidad (Capítulo 5), y se ha determinado el efecto de la conservación frigorífica en atmósferas ozonizadas (Capítulo 6). Finalmente, se han aislado, identificado y caracterizado microorganismos antagónicos efectivos en el control biológico de las podredumbres verde y azul y se ha ensayado su combinación con otros tratamientos alternativos (Capítulos 7 y 8). Entre las principales conclusiones que se han obtenido, destaca que el género Penicillium se encuentra presente en los campos de mandarino Clemenules durante todo el periodo de recolección y que la fruta llegada del campo es la principal fuente de contaminación fúngica de las centrales citrícolas de la zona, en las cuales existen cepas tanto de P. digitatum como de P. italicum resistentes a los fungicidas tiabendazol e imazalil. Baños de corta duración en soluciones de carbonato o bicarbonato sódicos al 2 o 3% son más efectivos que el agua caliente sola para el control de las podredumbres verde y azul en naranjas y mandarinas clementinas. Se trata de tratamientos sinérgicos con el calor (45ºC) y de acción fungistática y no muy persistente. Otros tratamientos efectivos son baños en soluciones calientes de sorbato potásico, benzoato sódico, molibdato amónico y molibdato sódico. El almacenamiento en frío (5ºC) en atmósferas ozonizadas (0,3 o 1,0 ppm de ozono) no reduce la incidencia de las podredumbres verde y azul en naranjas y limones, pero sí retrasa su desarrollo e inhibe la esporulación de los patógenos. La cepa CPA-2 de la bacteria Pantoea agglomerans es un antagonista efectivo en el control biológico de las podredumbres verde y azul en naranjas y clementinas. Su acción se complementa satisfactoriamente con un tratamiento previo de bicarbonato sódico al 2%. Summary Economic losses caused by postharvest diseases are among the major concerns of the citrus industry worldwide. In our Mediterranean conditions, wound pathogens are the principal cause of postharvest decay. Postharvest green mold, caused by Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc., and postharvest blue mold, caused by P. italicum Wehmer, are the most economically important citrus postharvest diseases. Typically, these diseases are primarily controlled by application of synthetic fungicides. Alternative methods are needed because the widespread use of these chemicals in commercial packinghouses has led to the proliferation of resistant strains of the pathogens and iatrogenic diseases. Furthermore, concerns about human health risks and the protection of the environment associated with fungicide residues have increased the need to find and develop alternatives to fungicide usage. This is the basic objective of the present doctoral thesis. Firstly, fruit epiphyte and environmental fungal populations in Clemenules orchards in Tarragona (Chapter 1) and fungal populations and fungicide-resistant biotypes of Penicillium spp. in the atmosphere and on surfaces of equipment and facilities in Tarragona citrus packinghouses (Chapter 2) were characterized. Then, different physical, chemical, biological, and combined methods were evaluated for the control of citrus postharvest green and blue molds. Hot water, sodium carbonate, and sodium bicarbonate treatments were extensively studied (Chapters 3 and 4); numerous other food additives and low-toxicity compounds were evaluated (Chapter 5); and the effect of gaseous ozone exposure during cold storage was investigated (Chapter 6). Finally, antagonistic microorganisms effective for the biological control of green and blue molds were isolated, identified, characterized, and assayed in combination with other alternative methods (Chapters 7 and 8). The following are some of the most important conclusions: the pathogenic genus Penicillium is present through the entire harvesting period in Clemenules orchards. Fruit from the orchards are the major source of fungal contamination in the packinghouses. Both thiabendazole- and imazalil-resistant biotypes of P. digitatum and P. italicum were found in Tarragona packinghouses. Brief dips in 2 or 3% sodium carbonate or sodium bicarbonate solutions are more effective than hot water alone for the control of green and blue molds on oranges and clementine mandarins. These treatments are synergic to heat (45ºC) and their activity is fungistatic and not very persistent. Other effective treatments are brief dips in hot solutions of potassium sorbate, sodium benzoate, ammonium molybdate, and sodium molybdate. Storage at low temperature (5ºC) under an ozonated atmosphere (0.3 or 1.0 ppm ozone) does not reduce green and blue mold incidence on oranges and lemons but does delay disease development and prevent sporulation of the pathogens. The strain CPA-2 of the bacterium Pantoea agglomerans is an effective antagonist for the biological control of postharvest green and blue molds on oranges and clementines. Its action is satisfactorily complemented by a previous 2% sodium bicarbonate treatment.