Sustentabilidad del monocultivo de soja y otras alternativas agrícolas, en relación a los recursos suelo y agua, en la Región Centro-Norte de Córdoba. Sustainability of soybean monoculture and another agricultural alternatives, in relation to soil and water natural resources, in the north-central area of Cordoba (Argentina).

En este proyecto se pretende demostrar que existen alternativas sustentables al monocultivo de soja y económicamente factibles si se consideran los costos ambientales.Se cumplirán los siguientes objetivos específicos:- Caracterizar la sensibilidad de indicadores de calidad del suelo: infiltración, densidad aparente, penetrometría, C orgánico, fracciones de la MO y un índice químico de disponibilidad de N. - Medir escurrimiento y erosión en dos microcuencas con manejos contrastantes donde existe instrumental instalado y registros desde hace mas de 10 años.- Establecer rangos para las situaciones encontradas en los suelos representativos de la región.- Integrar los parámetros considerados en un sistema de diagnóstico de calidad/salud del suelo, para las condiciones de la región. - Aplicar el sistema de Calidad/salud del suelo para situaciones con monocultivo de soja y otras alternativas.- Calibrar y aplicar el modelo de simulación de la materia orgánica AMG, al monocultivo de soja y otras alternativas, a distintas escalas temporales y espaciales.- Estimar los costos ambientales de monocultivo a partir de los datos obtenidos.- Extrapolar los resultados del monocultivo y las otras alternativas a los suelos característicos, para estimar la sustentabilidad de los suelos en el centro-norte de la provincia de Córdoba.Se trabajará en dos áreas piloto en campos de productores, con y sin erosión hídrica. Se evaluarán parámetros indicadores del estado de los suelos, se los integrará en un sistema, se evaluarán los suelos con situaciones de monocultivo de soja y manejos contrastantes y se los correlacionará con su historial de intervención antrópica. Se brindará una herramienta apta para el ordenamiento territorial.

Desarrollos estadísticos para el procesamiento de información genómica masiva en agro-biotecnología. Statistical developments for processing massive genomic information in agro-biotechnology.

Nuevas biotecnologías, como los marcadores de la molécula de ADN, permiten caracterizar el genoma vegetal. El uso de la información genómica producida para cientos o miles de posiciones cromosómicas permite identificar genotipos superiores en menos tiempo que el requerido por la selección fenotípica tradicional. La mayoría de los caracteres de las especies vegetales cultivadas de importancia agronómica y económica, son controlados por poli-genes causantes de un fenotipo con variación continua, altamente afectados por el ambiente. Su herencia es compleja ya que resulta de la interacción entre genes, del mismo o distinto cromosoma, y de la interacción del genotipo con el ambiente, dificultando la selección. Estas biotecnologías producen bases de datos con gran cantidad de información y estructuras complejas de correlación que requieren de métodos y modelos biométricos específicos para su procesamiento. Los modelos estadísticos focalizados en explicar el fenotipo a partir de información genómica masiva requieren la estimación de un gran número de parámetros. No existen métodos, dentro de la estadística paramétrica capaces de abordar este problema eficientemente. Además los modelos deben contemplar no-aditividades (interacciones) entre efectos génicos y de éstos con el ambiente que son también dificiles de manejar desde la concepción paramétrica. Se hipotetiza que el análisis de la asociación entre caracteres fenotípicos y genotipos moleculares, caracterizados por abundante información genómica, podría realizarse eficientemente en el contexto de los modelos mixtos semiparamétricos y/o de métodos no-paramétricos basados en técnicas de aprendizaje automático. El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevos métodos para análisis de datos que permitan el uso eficiente de información genómica masiva en evaluaciones genéticas de interés agro-biotecnológico. Los objetivos específicos incluyen la comparación, respecto a propiedades estadísticas y computacionales, de estrategias analíticas paramétricas con estrategias semiparamétricas y no-paramétricas. Se trabajará con aproximaciones por regresión del análisis de loci de caracteres cuantitativos bajo distintas estrategias y escenarios (reales y simulados) con distinto volúmenes de datos de marcadores moleculares. En el área paramétrica se pondrá especial énfasis en modelos mixtos, mientras que en el área no paramétrica se evaluarán algoritmos de redes neuronales, máquinas de soporte vectorial, filtros multivariados, suavizados del tipo LOESS y métodos basados en núcleos de reciente aparición. La propuesta semiparamétrica se basará en una estrategia de análisis en dos etapas orientadas a: 1) reducir la dimensionalidad de los datos genómicos y 2) modelar el fenotipo introduciendo sólo las señales moleculares más significativas. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, nuevas herramientas y procedimientos de análisis que permitan maximizar la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos y su aplicación en desarrollos agro-biotecnológicos.

La biodiversidad microbiana del suelo y su rol en el manejo de enfermedades causadas por hongos de suelo en soja. Soil microbial diversity and its key role in the management of soybean diseases caused by fungi.

Las poblaciones microbianas juegan un rol fundamental en la estabilidad de los sistemas agrícolas e indican los niveles de salud de un suelo, tanto que pueden ser utilizadas como indicadores de sustentabilidad de un agroecosistema. Los microorganismos reflejan el efecto que tienen las prácticas agrícolas sobre el suelo a través de modificaciones en la abundancia (biodiversidad estructural) y actividades de sus poblaciones (como control biológico de los patógenos, entre otras). Al cuantificarse la biodiversidad microbiana nativa se puede conocer la riqueza de un agroecosistema y utilizarla para el manejo sustentable de hongos patógenos. En este trabajo se evaluará el efecto de la rotación de cultivo (soja-maíz y soja en monocultivo) y los sistemas de labranza (siembra directa y labranzas reducida) sobre la biodiversidad microbiana. Se cuantificarán a partir de suelo: poblaciones de hongos y bacterias totales; agentes potenciales de biocontrol de como Trichoderma spp., Gliocladium spp. y micorrizas vesículo arbusculares (mediante la cuantificación de glomalina), biomasa y respiracion microbiana, y la biodiversidad de comunidades de microorganismos que habitan en el suelo mediante el análisis de perfiles de ácidos grasos (PLFA). Al final del ciclo de cultivo de soja se cuantificará la incidencia de enfermedades causadas por hongos de suelo. Dada la gran abundancia y diversidad de los microorganismos del suelo, las metodologías que se emplearán permitirán obtener información global de la riqueza microbiana de un agro-ecosistema. Se relacionará la biodiversidad microbiana con la incidencia de enfermedades por hongos de suelo, en respuesta a diferentes prácticas de manejo. Esto permitirá aprender a combinar las tecnologías para mejorar los beneficios de la produccion y preservar el agroecosistema en el marco de una agricultura sustentable, y no de una agricultura sostenida por insumos.

Factores tecnológicos que inciden sobre la residualidad de plaguicidas en granos de soja. Technological factors affecting pesticide residues in soybean grains.

La producción de los cultivos está afectada por factores bióticos entre los que se destacan las enfermedades, malezas y plagas, por esto es de importancia el uso de plaguicidas que permitan mantener la producción. Sin embargo, estos productos constituyen un serio riesgo para la salud si no se aplican adecuadamente a fin de no dejar residuos en los granos. La introducción de marcos regulatorios cada vez más estrictos constituyen una barrera para las exportaciones actuales y futuras. El sistema agrícola-industrial argentino no cuenta aún con suficiente información para implementar las medidas adecuadas para prevenir la contaminación de granos con plaguicidas en pre y postcosecha. Se hipotetiza que la residualidad de plaguicidas en granos de soja en la Región Centro de Córdoba está influenciada por factores tanto tecnológicos como ambientales. La evaluación de la importancia relativa de estos factores permite sugerir estrategias de manejo adecuadas para asegurar niveles de residuos por debajo de los límites máximos permitidos. Se plantea como objetivo general identificar los factores tecnológicos (tecnología del cultivo, propiedades fisico-químicas de los plaguicidas, tecnología de aplicación) y sus interacciones, que inciden a campo y en postcosecha sobre el nivel de residuos de insecticidas en granos de soja, en la Región Centro de Córdoba. Como objetivos específicos se pretende cuantificar los residuos que generan las aplicaciones habituales de insecticidas, evaluar la influencia de los diferentes factores tecnológicos y sus interacciones sobre los niveles de residuos y adecuar curvas de disipación de plaguicidas a las condiciones de la región. También aportar conocimientos e información sobre el tema y sugerir prácticas de manejo que reduzcan los niveles de residuos, asegurando la calidad e inocuidad de los alimentos. Para el logro de estos objetivos se realizarán ensayos de evaluación de insecticidas a campo y en postcosecha en la localidad de Manfredi, Provincia de Córdoba, durante dos temporadas agrícolas. Se evaluarán distintas dosis y momentos de aplicación de los insecticidas endosulfán, clorpirifós+cipermetrina y fenitrotión en los ensayos a campo y fenitrotión, esfenvalerato, clorpirifós, deltametrina, DDVP y pirimifós metil en postcosecha. Con endosulfan se realizarán ensayos adecuados para el desarrollo de curvas de disipación. La determinación de residuos de plaguicidas se realizará utilizando determinación de multiresiduos a través cromatografía. Las curvas de disipación para endosulfan se ajustarán a través de modelos no lineales. Los conocimientos e información respecto a la influencia de los factores tecnológicos y sus interacciones sobre el nivel de residuos de plaguicidas en granos de soja, generados como resultados del presente proyecto, serán de utilidad para enriquecer las bases científico-técnicas en el tema y enfrentar el problema de la contaminación de granos con plaguicidas. Identificar la influencia de los factores tecnológicos y sus interacciones permitirá desarrollar prácticas de manejo tendientes a obtener productos con un nivel de residuos por debajo de los límites permitidos. La adecuación de curvas de disipación de plaguicidas a la Región Centro de Córdoba, permitirá efectuar predicciones sobre el contenido de residuos a causa de un tratamiento en un momento dado, conocer la importancia de las distintas variables y la posibilidad de variarlas para disminuir el nivel de residuos en los granos. Es importante profundizar sobre este tema ya que no existe la cantidad de información suficiente para enfrentar el problema de la contaminación por plaguicidas en nuestros sistemas productivos. Esta información es necesaria para poder garantizar la calidad e inocuidad de los alimentos tanto para el comercio interno como externo, asegurando la permanencia de los productos argentinos en los mercados internacionales.

Estudio del patosistema geminivirus-moscas blancas, Bemisia tabaci (Hemiptera Aleyrodidae) en cultivos de soja. Study of the geminivirus-whiteflies Bemisia tabaci (Hemiptera Aleyrodidae) pathosystem in soybean crops.

La soja es la especie oleaginosa de mayor importancia y consumo en el mundo. Su cultivo se efectúa en aproximadamente 50 países, aunque el 90 por ciento de la producción está concentrada en: Estados Unidos (40 por ciento), Brasil (24 por ciento), Argentina (18 por ciento) y China (8 por ciento). En nuestro país durante la campaña agrícola 2006/07 se alcanzaron 15.981.264 ha y 47.482.784 t. Actualmente, ocupa una amplia zona ecológica, desde los 23º a los 39º de latitud sur y la región pampeana, con cerca del 90 por ciento de la superficie sembrada en las provincias de Santa Fe (28.5 por ciento), Córdoba (28 por ciento) y Buenos Aires (23 por ciento) es la principal productora. Entre los factores que limitan la producción de este cultivo se encuentra el patosistema begomovirus - mosca blanca (Bemisia tabaci Gennadius), que causa pérdidas económicas, al reducir los rendimientos y calidad de los productos obtenidos y aumentar los costos de producción por el uso intensivo de insecticidas. La continua aplicación de agroquímicos para el control del insecto conlleva la selección de individuos resistentes en la población, que puede verse acelerada si se tiene en cuenta que, durante el ciclo de cultivo, se desarrollan varias generaciones. Además, formas inmaduras y adultos se alojan en el envés de las hojas y la acción de los insecticidas es menos eficaz. Ante esto, los agricultores aumentan el número y frecuencia de las aplicaciones, con lo que se incrementa la presión de selección en las poblaciones, favoreciendo el surgimiento de estirpes resistentes. El control químico resulta antieconómico y genera un severo peligro ambiental, con perjuicios para la salud humana y animal. Por lo tanto, resulta imprescindible la búsqueda de formas alternativas de control de la plaga y de los virus que transmite, a través del manejo integrado sustentable, dentro del cual se destacan la resistencia de la planta hospedante (HPR) y el empleo de métodos culturales. Con respecto a los geminivirus, como primer paso en la búsqueda de resistencia, es de gran importancia identificar las especies y/o razas que se encuentran infectando al cultivo de soja. Además, se presupone la existencia de fuentes de resistencia a moscas blancas en germoplasma de soja y, por ende, a los begomovirus que transmiten y que es posible la caracterización de los mecanismos que confieren dicha resistencia. En base a la problemática expuesta se proponen los siguientes objetivos de trabajo:- Aislar y caracterizar molecularmente a las nuevas especies y/o razas de begomovirus detectadas en cultivos de soja y ajustar las técnicas que permitan su identificación.- Detectar y caracterizar los mecanismos de resistencia, antixenosis, antibiosis o ambas, frente a la mosca blanca B. tabaci en distintos cultivares de soja. Para cumplimentar tales objetivos se efectuará el clonado y secuenciación del genoma completo de los diferentes begomovirus detectados; serán ajustadas técnicas de hibridación molecular con marcado no radioactivo y producidos clones infecciosos que, posteriormente, se emplearán para inocular distintas especies (rango de hospedantes). Por otro lado, se tratará de detectar y caracterizar fuentes de resistencia a B. tabaci en germoplasma de soja (cultivares comerciales y líneas en proceso avanzado de mejoramiento). Como primer paso se efectuará la cría de la mosca blanca bajo condiciones controladas.Se medirán variables indicadoras de antibiosis (en condiciones de no elección o alimentación forzada): número de huevos, ninfas y adultos, tasa de mortalidad, duración del ciclo biológico, longevidad y peso de insectos adultos. Complementariamente se determinará antixenosis (en condiciones de libre elección): índice de atracción y preferencia para la oviposición y su correlación con el número de tricomas foliares. Los resultados del proyecto serán de inmediata transferencia a fitotecnistas, semilleros y sector productivo en general, permitiendo la reducción de pérdidas significativas ocasionadas por begomovirus y por su vector.

Producción de factores de virulencia por fitopatógenos bacterianos de soja. Utilización de productos naturales como biocontrol. Production of virulence factors by soybean bacterial phytopathogens. The use of natural products as biocontrolers.

En Argentina el cultivo de soja ocupa el primer lugar en superficie sembrada. El 90% de la producción se obtiene en la zona central del pais. La siembra directa favorece la multiplicación y supervivencia de fitopatógenos causantes de tizón y pústula bacterianos. El tizón es producido por Pseudomonas syringae pv. glycinea observándose manchas marrones en las hojas. Produce gran variedad de toxinas: coronatina, faseolotoxina, siringomicina, tabtoxina, proteínas “nucleation ice”, entre otras, las cuales contribuyen a la clorosis y necrosis. En la infección, además, están involucrados exopolisacáridos (levano y alginato). La celulosa ha sido relacionada en la adhesión bacteriana y en la formación de biofilm. La pústula es causada por Xanthomonas axonopodis pv. glycines. Produce manchas pequeñas con una pequeña pústula de color claro. Libera enzimas como α-amilasa, proteasa, endo β-mannanasa, actividad peptolítica, que degradan componentes vegetales. Xantan, producido por X. axonopodis es uno de los componentes necesarios para la formación de biofilm. Este último es considerado un importante factor de virulencia porque proporciona una estrategia de colonización que otorga mayor resistencia a ambientes desfavorables, tolerancia a antimicrobianos, producción de metabolitos y exoenzimas, etc. Actualmente el control de bacterias fitopatógenas se realiza mediante pesticidas con alta toxicidad para los consumidores y el ambiente. Para evitar las bacteriosis en la práctica se sugiere la rotación de cultivos y utilizar semillas certificadas. Se están probando compuestos naturales derivados de plantas medicinales como pesticidas; estos se pueden dividir en varias categorías fitoquímicas. Varios estudios confirman la actividad antibacteriana, antifúngica y antiviral de estos productos. Extractos vegetales con alto contenido de flavonoides y aceite esenciales poseen una importante actividad antibacteriana. Además, algunos aceites esenciales podrían estar incidiendo en la liberación y/o producción de biofilm, exopolisacáridos y exoproteínas. La gran incidencia de las infecciones por fitopatógenos y las pérdidas económicas que estas acarrean hacen que su control presente grandes dificultades para la agricultura sustentable en soja de nuestro país. En este trabajo se propone estudiar los diferentes factores de virulencia de cepas bacterianas fitopatógenas y evaluar el rol que cumplen en el proceso de la enfermedad en cultivos de soja y desarrollar estrategias para el control de bacteriosis vegetales aplicando productos naturales aislados de plantas aromáticas. La correcta utilización de productos antimicrobianos de origen natural aplicados sobre el cultivo y/o sobre las semillas evitaría la dispersión de la enfermedad y la eliminación al medio ambiente de productos contaminantes no deseados. In Argentina, soybean cultivation occupies the first place; 90% of this cereal is produced in the central region of the country. Intensive tillage practices favour multiplication and survival of bacterial phytopathogens causing blight and pustule diseases. Pseudomonas syringae pv. glycinea produce several toxins like coronatine, faseolotoxine, siringomicine, tabtoxine and proteins of nucleation ice that contribute to the develop of chlorosis and necrosis, characteristic of bacterial blight. It also produces levan and alginate, cellulose and biofilm. Pustule disease is caused by Xanthomonas axonopodis pv glycines, which produce enzymes like α-amilase, protease, endo β-mannanase, peptolitic activity, xanthan and biofilm. Nowadays the control of phytopathogenic bacteria consists in the application of pesticides that are toxic for the environment and man. Natural products from medicinal plants are a new alternative for the treatment of phytopathogens. Researches made with phytochemical compounds (flavonoids, phenols, quinones, cummarines, essential oils, terpenes) support the antimicrobial activity of these natural products. What is more, these substances could suppress the biofilm, exoproteins and exopolisaccharides formation and release of them. The infections caused by phytopathogens provoke economical loses and its control presents big difficulties in our country. The proposal of this work is the characterization of phytopatoghenic strains, its virulence factors and the role they play in the disease process. The development of a new alternative for the control of vegetable bacteriosis using natural products obtained from aromatic plants and the correct application of them on sown fields or on seeds is also an objective in this work.