sábado, 10 de enero de 2015

ESTRATEGIAS PARA AUMENTAR LAS POBLACIONES DE INSECTOS DIPTERA, CERATOPOGONIDE POLINIZADORES EN CULTIVOS DE THEOBROMA CACAO L.



PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.  

La  polinización en teobroma cacao L. es una de las grandes limitantes en su producción, por que una porción muy grande de flores no son polinizadas y caen a las  48 horas. Son varios los estudios que se han realizados los cuales han determinado que el bajo porcentaje de polinización es debido a la baja población de insectos polinizadores, pues el 90% de las cosechas de cacao dependen de que la polinización se realice adecuadamente (FAO. 2008), ya que en este cultivo la polinización es básicamente alogama debido a que tiene polen pegajoso (no puede ser transportada por el viento) y protógina que evita la autopolinización.

Se ha determinado por diferentes estudios que dípteros de la familia Ceratopogonidae son los principales responsables de la polinización en cacao. Entre los géneros más importantes están: Forcipomyia spp, Dasyhelea spp. y Atrichopogon spp. Los cuales poseen las características morfológicas necesarias para realizar esta actividad, destacándose entre ellos el género Forcipomyia spp. Estos insectos polinizadores pueden transferir el polen, con entera facilidad, desde las anteras al estigma, al penetrar la flor sin ninguna dificultad. (Córdoba Claudio. 2011).

La baja población de insectos es afectada por el uso indiscriminado de insecticidas. Factores agroecológicos permiten aumentar la humedad, cantidad y variedad de plantas hospederos de insectos.

Para aumentar el volumen de producción en cacao se debe de establecer cuáles son las estrategias que permitan aumentar la polinización en cacao de acuerdo a parámetros naturales o artificiales. Esto implica grandes pérdidas económicas para los productores debido a las altas inversiones que realizan y la poca rentabilidad que puede generar.




I.              MARCO TEÓRICO.

1.    GENERALIDADES DEL CULTIVO.

El cacao es un árbol leñoso fuerte de porte relativamente bajo, originario del sotobosque. Pertenece al orden malvales, familia Sterculiacae, género Theobroma, especie (Theobroma cacao L.) cuya denominación científica fue dada por el eminente botánico Lineo, quien le llamó (Theobroma cacao L). (FEDECACAO. 2007). Theobroma que significa fruto de los dioses. (FEDECACAO. 2010).

El cacao es una planta perenne de tamaño mediano (hasta 20 m de altura). Por lo general el cacao tiene su primer bifurcación entre los 80 y 120 cm de donde nacen de 3 a 6 ramas principales, produce flores y frutos en tallo y ramas. El árbol inicia la fructificación después de los cinco años de edad, algunos materiales híbridos comienzan a fructificar a los dos años de establecidos. El cacao puede producir diferentes tipos de mazorcas. (Consorcio IICA-CIRAD-CATIE. 2008). El tiempo que dura la mazorca desde la polinización de la flor hasta su madurez, varía entre 150 y 180 días, dependiendo del origen genético y del clima en que se desarrolla. (FEDECACAO. 2007). El cacao en Colombia tiene alta  heterogeneidad  de  material  genético  y  unos  bajos rendimientos  que  en  promedio  no  alcanzan  los  500  kilogramos  de  cacao  seco  por hectárea/año en variedades criollas. 

Del Theobroma cacao L. se han descrito dos subespecies T. Cacao ssp. Cacao, el cual se distingue porque presenta frutos alargados con surcos pronunciados y semillas blancas, generalmente se conoce como la variedad criollo y T. Cacao ssp. Sphaerocarpum que presenta frutos redondeados con surcos escasamente evidentes y las semillas son de color púrpura, conocido como forastero. Del cruzamiento artificial de estos dos tipos de cacao dio origen a un tercer tipo de cacao que predomina en Colombia y del cual se están seleccionando la mayoría de los materiales vegetales altamente productivos, que son seleccionados posteriormente para su clonación. (FEDECACAO. 2010). En la región de Urabá se cuenta con una gran diversidad de plantaciones de cacao, en las cuales se pueden encontrar diversos tipos de cacao debido a la diversidad de material vegetal traído de diferentes regiones del país, los cultivos están establecidos en un 98% con materiales genéticos híbridos obtenidos por cruzamientos entre clones trinitarios por amazónicos y en buena proporción, hijos de híbridos.  Un bajo porcentaje de cultivos están establecidos con materiales genéticos de clones entre los cuales sobresalen el IMC 67, ICS 95, CCN 51, SSC 61. (Angarita Dennis. 2005).

Colombia cuenta con las condiciones ambientales para el cultivo de cacao,  el rango altitudinal para el cultivo del cacao está entre los 400 y  1.200 metros sobre el nivel del mar, considerándose el rango  óptimo entre los 400 y los 800 m.s.n.m, para establecer los cultivos, porque ofrece las mejores condiciones para el desarrollo del cacao, alturas mayores a 1.200 m.s.n.m, se  consideran  como  condiciones  marginales  para  el  crecimiento  del  cacao,  ya  que  las  temperaturas  en  general  son  muy  bajas  para  garantizar  una  buena  productividad. En zonas con precipitaciones anuales entre 1.500 y  3.800  mm, se puede establecer el cultivo,  siendo  el  rango  entre  1.800  y  2.600  mm  en  donde  mejor  se  desarrolla. En  zonas de menor precipitación puede cultivarse el cacao con la implementación artificial de  riego. El régimen de temperatura para el cacao se encuentra entre los 18 y  32 °C, en donde las  temperaturas más aptas, están entre los 24 a 28 °C y moderadamente aptas se encuentra el  rango entre los 20 a 24 °C, y los 28 a 30 °C, las temperaturas menores a 18° y mayores a 32°,  dificultan el desarrollo adecuado del cacao. (FEDECACAO. 2010).  

La humedad relativa anual promedio es de entre el 70 y 80% para el cultivo de cacao,  requiere estar libre de vientos fuertes persistentes a lo largo de todo el ciclo productivo, aunque puede soportarlos hasta los 24 km/hora. La luminosidad necesaria para el cultivo es variable, dependiendo del ciclo productivo en el que se encuentre siendo del 40 al 50% para el cultivo en formación y del 60 al 75% para plantación adulta. (Procopio Andrade, Ramírez Guillermo, Mendoza Alexander. 2011).

Tolera suelos con una profundidad de 0.60 m, lo mejor es seleccionar suelos con una profundidad de entre 0.8 y 1.5 m. Textura. Mediana (franco, franco-arcilloso, franco-arenoso): 30 a 40% de arcilla, 50% de arena y 10 a 20% de limo. Requiere suelos bien estructurados con porosidad de 10 a 66%, con buena retención de humedad. Drenaje. Un buen drenaje es esencial y deseable. Deben de tener un pH de 6 a 7 y un contenido de materia orgánica mayor a 3%, con una relación carbono/nitrógeno (C/N) de 9 como mínimo. La capacidad de intercambio catiónico debe ser superior a 12 meq por 100 g de suelo en la superficie y más de 5 meq en el subsuelo. Requiere suelos con una fertilidad media a alta, con un contenido de boro y calcio que supere a las 0.2 ppm, magnesio y potasio mayor a 2 y 0.24 meq por 100 g de suelo, respectivamente. La saturación de bases debe ser mayor a 35%. (Procopio Andrade, Ramírez Guillermo, Mendoza Alexander. 2011).

El cacao tiene altos requerimientos nutricionales de Fósforo, potasio y nitrógeno. Medianos requerimientos de da calcio y bajos requerimientos de magnesio y micronutrientes.

Los arboles de cacao propagados sexualmente entran en producción hacia los 3 años de edad estableciéndose su capacidad productora así: A los 3 años el 40%, a los 4 años el 70%, a los 5 el 90% y de los 6 en adelante el 100%. Para los árboles propagados vegetativamente se establece su capacidad productora de la siguiente forma: A los 2 años el 10%, a los 3 el 50%, a los 4 el 90%, a los 5 años el 100%. (FEDECACAO. 2004).


                                                           
2.    DESCRIPCION DE LA FLOR DEL CACAO.

Las flores están sostenidas por pequeños pedicelos, unidos al eje en una cima monocacial o bípara, por medio de una zona de absición que permite la caída de la flor cuando no ha sido fecundada. La flor es pequeña de 1-2 cm de diámetro y en muy pocos casos tiene más de 2 cm. Es una flor hermafrodita. El androceo está formado por 10 filamentos, 5 de los cuales son fértiles y toman el nombre de estambres y los otros 5 intercalados son infértiles y toman el nombre de estaminoides, que se ubican alrededor  del pistilo a manera de protección. Los estambres son mucho más pequeños que los  estaminoides y se encuentran virados hacia atrás, tomando como eje el pistilo y están  recubiertos por la concha que forma el pétalo. Los pétalos están formados por tres partes  claramente diferenciadas: a) la concha que nace de la base misma entre el sépalo y el  estambre; b) el ribete que es un filamento de coloración blanca traslucida; c) la lígula, también llamada limbo. El pistilo está formado por un ovario súpero constituido de la fusión de cinco lóculos y cada uno puede contener de 5 a 15 óvulos fecundados dependiendo del genotipo. El estilo está formado por la fusión de cinco apéndices de unos 5 mm de largo, terminan en un estigma compuesto de cinco filamentos. (Gustavo A. Enríquez. 1985).

El cacao es cauliflor, es decir, florece en las partes viejas o troncos maduros. Es difícil encontrar genotipos que florezcan en ramas nuevas. Las flores aparecen en grupos que forman ligeramente prominencias en los troncos y en las ramas, que reciben el nombre de cojines florales, los cuales pueden tener entre 14 y 48 flores. El número de flores en cada cojín varía dependiendo del genotipo y del sistema de cultivo. (Enriquez Gustavo y Paredes Alfredo.1983).




 
La flor del cacao y sus partes. Fuente: CATIE. 2010.


La apertura de la flor se inicia  en la tarde, desde la 5 p.m. aproximadamente. La velocidad de la apertura depende del ambiente, así: más seco y con luz brillante es más rápido. Los sacos polínicos se abren en la mañana y son funcionales así inmediatamente, pero de corta viabilidad (48 horas aproximadamente). (Gustavo A. Enríquez. 1985). 



3.    PROCESO DE POLINIZACION.

El cacao difícilmente se puede auto fecundar en la misma flor, la disposición de los estambres dentro de la concha y la posición opuesta al pistilo, además de su viscosidad, hace difícil la autopolinización. En general, se poliniza por medio de insectos o sea de polinización entomófila. (Gustavo A. Enríquez. 1985). El viento es considerado un factor importante en la polinización, sin embargo en el caso del cacao no es así, por el alto grado de humedad existente en las plantaciones y por el hecho de que el polen es muy pegajoso, lo que impide que sea transportado.

Las flores de T. cacao poseen mecanismos para atraer a sus polinizadores (dípteros) y a la vez repeler el acceso de hormigas. Los mecanismos de atracción de los polinizadores en Theobroma aparentemente son muy específicos, aunque solo para Theobroma cacao se han reportado insectos polinizadores, que pertenecen al género Forcipomya. En cuanto a mecanismos de exclusión de insectos no polinizadores se ha postulado que tricomas en la superficie de estructuras florales podrían dificultar el acceso de los insectos caminadores al interior de las flores, dado que limitan la adhesión de ellos sobre la superficie vegetal. (Gotla William y Jaffé Klauss. 1997). 

Del gran número de flores que produce el cacao menos del cinco por ciento es fecundado y llega a dar fruto, lo que se debe a dos factores: primero es muy frecuente que la planta sea autoincompatible y por lo tanto se necesite de polen extraño para su fecundación; segundo los mecanismos de polinización son muy poco eficientes.  Esto último depende de los agentes de transmisión del polen, la estructura de la flor y su biología. (León Jorge. 1987).
El grano de polen cae sobre el estigma y baja por el estilo hasta el ovario, cuando esto sucede, se realiza el fenómeno llamado fecundación y empieza la formación del fruto llamado pepino, cuando está pequeño y mazorca cuando crece. El trabajo de polinización lo hacen en su mayoría los insectos por lo que se debe evitar la aplicación de productos químicos para no eliminar las especies de polinizadores y las poblaciones benéficas. (FEDECACAO. 2007). 

Cuando las flores son polinizadas con una efectividad mayor al 30%, por polen de ella misma o por polen de flores del mismo árbol, la planta es autocompatible. Cuando la flor no acepta su propio polen o polen de flores del mismo árbol se llama autoincompatible. Si las flores de una planta son fecundadas con polen de otra planta en porcentaje mayor o igual al 30%, se reconoce que es un cruce intercompatible. Cuando la flor no puede ser fecundada con polen de otra planta en un porcentaje menor  a 30%, se denomina que es un cruce intercompatible. (FEDECACAO. – CORPOICA. 2009).


4.    AGENTES POLINIZADORES DEL CACAO.

(Córdoba Claudio 2011). De acuerdo a (Kaufman 1975).  Confirma que un grupo de insectos del Orden Díptero de la  familia Ceratopogonidae intervienen de manera efectiva en la polinización de las flores del  cacao. La ventaja de estos insectos es su reducido tamaño que varía entre > 1 mm  a < 3mm de largo. Aquellas especies < 2 mm no son efectivos polinizadores pues no tocan el estilo cuando se ubican sobre el estaminodio.

Algunos estudios realizados por (Azhar y Wahi 1984, Young 1986, Martínez et al. 2000)  citados por (Córdoba Claudio. 2011) acerca de polinizadores en el cultivo de cacao muestran que Dipteros de la familia ceratopogonidae, géneros Forcipomyia, Dasyhelea y Atrichopogon.  (Areválos Alberto) citando a Hernández, J. 1965. Quien realizó colectas de insectos en Turrialba y La Lola (Venezuela) que áfidos Aphis gossyppii, hormigas Wasmania punctata y solenopsis geminata y abejas Trigona Jaty visitaban flores de cacao, sin embargo determinó que la autopolinización que realizan estos insectos era sólo accidental e inadecuada, debido al reducido número de granos de polen que depositan sobre el estigma.
La díptera Forcipomya llega a las flores atraída por los colores de los pétalos, los estaminoides y los néctares que producen las flores. 

La Forcipomya al realizar contacto con la flor se le quedan adheridos los granos de polen al cuerpo,  y cuando ésta  visita otra flor se desprenden los granos de polen y se pegan al estilo o al estigma. La díptera puede polinizar flores del mismo árbol o de árboles vecinos. Esta Forcipomya no recorre grandes distancias sino que se mantiene dentro de un área de diez metros alrededor del lugar donde habitan. La mosquita polinizadora vive unos 28 días cerca de los árboles de cacao, en lugares oscuros y húmedos,  sus huevos son depositados en lugares donde hay agua y ahí permanecen 3 días, las larvas viven 12 días y las pupas completan su desarrollo en 3 días en los que salen convertidas en adultas. Durante los últimos 10 días de su vida pueden volar aparearse macho y hembra y poner huevos para reproducirse. Finalmente mueren y se inicia un nuevo ciclo de vida para las que nacen de los huevos. (CATIE. 2010.)



 

Especies de insectos citados por (Córdoba Claudio 2011) registrados en flores de cacao por Hernández, 1966 y determinados por Wirth en 1966 (Soria, Wirth y Chapman, 1980).  

 
Martínez Narváez realizó estudios sobre población de moscas polinizadoras (Diptera: Ceratopogonide) del cacao colectadas en Piroa en Amazonas Bosque Húmedo Tropical. Los insectos colectados se encontraron sobre tallos, botones y flor de cacao. Un total de 46 individuos que pertenecen a cinco especies, siendo la mejor representada Forcipomya (Rhynchoforcipomya) brachyrhynchus. También se encontraron ejemplares de F. (F.) pictoni (Macfie) y dos especies no conocidas del género Atrichopogon. (Martínez A, Narvaéz Z, Spinelli G. 2000).

Se han utilizado mecanismos de polinización artificial los cuales han incrementado la producción de cacao hasta en un 182 por ciento en número de frutos contados a los cinco meses de edad comparado con el testigo en polinización natural. Este método fue propuesto por Pound en 1937 el cual consiste en remover pétalos, estambres y estaminoides, dejándolo libre el estigma de la flor receptora y frotarlo con las flores donadoras del polen.  (Areválo Alberto. 1972).  La polinización manual en cacao se realiza tomando polen de un árbol que presente características deseadas para ser padre, como alta producción, calidad del fruto; sabor, olor. Y depositarlo en el órgano femenino del árbol que va a servir como madre, este método es utilizado para producir semillas hibridas. (CATIE. 2010).


5.    FACTORES QUE INFLUENCIAN LA POLINIZACION DEL CACAO.

Se ha determinado que las mayores poblaciones de polinizadores ocurren durante la  época lluviosa, constituyendo la humedad un factor necesario para el desarrollo de los estados inmaduros de estos insectos. Durante la estación lluviosa, los polinizadores se dispersan, pues cualquier vegetal en descomposición es un sitio potencial de cría, pero en época seca, abandonan los lugares abiertos y recurren a las áreas con sombra. (Córdoba Claudio. 2011).

Un habitad adecuado para la mosquita es la materia orgánica que se acumula en el suelo por la descomposición de las hojas, troncos y la sombra que se genera por los árboles maderables y frutales acompañantes del cacao. Este ambiente permite que las mosquitas puedan reproducirse, crecer, volar y polinizar el cacao. Se recomienda no usar insecticidas ni otros venenos en las plantaciones de cacao para no afectar las mosquitas polinizadoras, no eliminar las  plantas fitotelmatas que crecen sobre las ramas del cacao y los árboles de sombra y que retienen agua de lluvia, lugar para la mosquita depositar sus huevos. (Córdoba Claudio. 2011).



BIBLIOGRAFÍA.  
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(1). Angarita Dennis. 2005. Manejo ecológico del cultivo de cacao. Programa de desarrollo y paz del Magdalena Medio. Pág. 55.

(2). Areválo Alberto. 1972. Tesis de grado de Magister Scientiae. Instituto interamericano de ciencias agrícolas de la OEA. Costa Rica. P. 52. 

(3). CATIE. 2010. Centro Agronómico Tropical de investigación y enseñanza. (CATIE). Reproducción sexual del cacao. Costa Rica.  P. 48.

(4). Consorcio IICA-CIRAD-CATIE. 2008. Plan de manejo de cacao. México. Pág. 26.

(5). Córdoba Claudio. 2011. Costa Rica. Tesis de Posgrado. Centro Agronómico tropical de investigación y enseñanza.

(6). Enríquez Gustavo y Paredes Alfredo.1983. El cultivo del cacao. Costa Rica. P. 65.

(7). FEDECACAO. 2007. Guía técnica para el cultivo del cacao. Segunda edición. Bogotá Colombia.  192 Pág.

(8). FEDECACAO. 2010. Guía ambiental para el cultivo del cacao. Colombia.  111 Pág.


(9). FEDECACAO – CORPOICA. 2009. Materiales de cacao en Colombia, su compatibilidad sexual y modelos de siembra. Bucaramanga. Pág. 27.
(10). FEDECACAO. 2004. Cacaocultura en el departamento de Cundinamarca. Bogotá. Pág. 24.

(11). Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícola y Pecuarias. México. Pág.11.

(12). León Jorge. 1987. Botánica de los cultivos tropicales. IICA. Costa Rica. Pág. 432.

(13). Gotla William y Jaffé Klauss. 1997. Morfología comparativa de la flores de Theobroma cacao L., T. bicolor Humb. & Bonpl., T. grandiflorum (Willd. Ex Spreng.) Shum. Y Herrania sp. Venezuela. P. 6.


(14). Gustavo A. Enríquez. 1985. Curso sobre el cultivo del cacao. Centro agronómico tropical de investigación y enseñanza. Costa Rica. P. 239

(15). Martínez A, Narvaéz Z, Spinelli G. 2000. Mosquitas polinizadoras (Díptera: Ceratopogonidae) del cacao colectadas en comunidades Piroa en Amazonas Venezuela. P. 5. 

(16). Narváez Z., Marín C.,1996.  Abundancia de Ceratopogónidos (Diptera) en una plantación de cacao, Theobroma cacao (Sterculiaceae), en Chuao. Aragua, Venezuela. Pág. 8.

(17). Procopio Andrade, Ramírez Guillermo, Mendoza Alexander. 2011. Paquete tecnológico cacao ( Theobroma cacao L.) Establecimiento y mantenimiento.

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