Alternativas a los Fungicidas para el Control de Enfermedades en Césped, por Wendell Hutchens

by Wendell Hutchens, PhD

Assistant Professor of Turfgrass Science

University of Arkansas

ARTÍCULO TÉCNICO DOUBLE VERSION.

Introducción

La gestión de enfermedades en el césped se ha vuelto cada vez más desafiante debido a las restricciones en el uso de fungicidas. En muchas partes del mundo, la aplicación de fungicidas es la estrategia principal para el manejo de enfermedades en sistemas de césped. Sin embargo, en áreas donde los fungicidas están prohibidos o estrictamente regulados, se deben emplear enfoques alternativos para lograr un control aceptable de enfermedades. Los golfistas, usuarios de campos deportivos, peatones, etc., esperan una superficie de césped natural sin manchas, por lo que la tolerancia a las enfermedades es muy baja. La expectativa de perfección presenta un desafío excepcionalmente difícil para los gestores de césped que no tienen acceso a fungicidas, ya que deben cultivar césped de primera calidad y combatir enfermedades sin todas las herramientas disponibles para ellos (es decir, fungicidas). Con esto en mente, este artículo discutirá alternativas a los fungicidas para la gestión de enfermedades en el césped, como 1) cultivares resistentes a enfermedades, 2) prácticas culturales como el abono, la aireación, y la gestión de la humedad, 3) reducción del estrés del césped, y 4) productos alternativos biológicos y fungicidas para el control de enfermedades.

Cultivares resistentes

Uno de los mayores avances en los últimos 50 años en la investigación sobre césped ha sido el desarrollo continuo de cultivares resistentes y tolerantes a enfermedades, particularmente con especies de crecimiento rastrero (Agrostis stolonifera) (Figura 1). En una investigación reciente de la Universidad de Rutgers, el cultivar ‘Declaration’, resistente a enfermedades, retrasó la epidemia de dollar spot (Clarireedia spp.) hasta 103 días y redujo los insumos de fungicidas en hasta un 78% (23). Esto destaca la increíble ventaja de plantar cultivares resistentes a enfermedades para el manejo de estas. También ha habido avances en la resistencia a enfermedades en gramíneas de clima cálido, C4, como la bermuda (Cynodon spp.) resistente al SDS, Spring dead Spot por sus siglas en inglés, (Ophiosphaerella spp.) (2), sin embargo, el desarrollo de cultivares de especies de clima cálido resistentes a enfermedades está muy rezagado en comparación con muchas de las gramíneas de clima frio, C3.Aunque establecer cultivares de césped resistente a enfermedades es una estrategia potente de manejo de enfermedades, es un desafío reemplazar un cultivar plantado existente por un nuevo y mejorado, particularmente para las gramíneas de clima cálido. Establecer un nuevo cultivar de gramínea de clima cálido resistente a enfermedades requiere una renovación extensa en la cual el cultivar existente debe ser completamente eliminado y el cultivar superior resistente a enfermedades debe ser plantado en el suelo desnudo. En contraste, integrar cultivares de gramíneas de clima frio resistentes a enfermedades es mucho más fácil debido a métodos como la siembra overseeding e interseeding. Independientemente de si se trata de gramíneas de clima frío o cálido, cuando no están disponibles los fungicidas, establecer un cultivar resistente a enfermedades es la principal práctica de manejo recomendada para reducir las enfermedades del césped. El Programa Nacional de Evaluación de Césped (NTEP) es un recurso valioso y útil para explorar si está interesado en la resistencia a enfermedades de varias especies y cultivares de césped. Todos los datos del NTEP se pueden encontrar en ntep.org.

Figura 1. Niveles variables de resistencia a la mancha de dólar de diferentes cultivares de Agorstis stolonífera, Creeping bentgrass (foto adaptada del artículo de Kenna, 2024).

Prácticas Culturales

Otra valiosa alternativa a los fungicidas para el manejo de enfermedades es la implementación de prácticas culturales adecuadas. Las prácticas culturales que mitigan la acumulación de colchón, thatch, que previenen la humedad excesiva, aumentan el flujo de aire, proporcionan nutrientes adecuados a la planta y reducen el estrés general del césped conducirán a menos enfermedades y a un césped más saludable. Los céspedes son similares a los humanos: necesitan comida, agua y oxígeno adecuados para sobrevivir y mantenerse saludables. Cuando los céspedes están excesivamente estresados, a menudo se enferman (es decir, presentan enfermedades), al igual que los humanos tienen más probabilidades de enfermarse cuando están muy estresados. Por lo tanto, se deben implementar prácticas culturales que proporcionen a la planta de césped suficiente comida, agua y oxígeno, al tiempo que se reduce el estrés excesivo a la planta, para mitigar las enfermedades.

Proporcionar a la hierba un equilibrio nutricional a través de aplicaciones de fertilizantes es fundamental para una gestión exitosa de las enfermedades. Un exceso de fertilizante puede aumentar las enfermedades y una insuficiencia de fertilizante también puede aumentarlas. Por ejemplo, la mancha del dólar es más prevalente cuando hay un nitrógeno insuficiente (Figura 2) (22). Sin embargo, enfermedades como el Brown patch (Rhizoctonia solani) en gramíneas de clima frío pueden agravarse con un exceso de nitrógeno (18). Las deficiencias de potasio pueden aumentar la gravedad de la antracnosis en los greens de poa (Poa annua) (20), pero un exceso de potasio puede llevar a más manchas de fusarium (Microdochium nivale) en los greens de agrostis (3). Estos ejemplos demuestran que una gestión óptima de las enfermedades requiere una nutrición equilibrada. Demasiado o muy poco de un determinado nutriente puede exacerbar el desarrollo de enfermedades.

Figura 2. Efecto de la aplicación de nitrógeno en la supresión de manchas de dólar en un campo deportivo de bermuda (foto de Wendell Hutchens).

La gestión de la humedad también es un aspecto importante de la prevención de enfermedades en céspedes.

La gestión de la humedad abarca tanto la humedad sobre el suelo (es decir, la humedad de las hojas) como la humedad subterránea (es decir, la humedad del suelo). La optimización de la humedad sobre el suelo significa acortar el período de humedad de las hojas, y acortar el período de humedad de las hojas reduce el desarrollo de enfermedades foliares. Una de las formas principales de acortar el período de humedad de las hojas se logra mediante técnicas de supresión/eliminación de rocío, como la siega y el rulado, mediante barredoras de rocío, la (Figura 3), la aplicación de surfactantes y el aumento del flujo de aire con ventiladores.

Figura 3. Encargado de mantenimiento “barriendo” la calle de un campo de golf para desplazar el rocío y reducir la presión de enfermedades (foto de https://thelawnforum.com/viewtopic.php?t=24577).

Se ha documentado bien que el rodillo en los greens de golf reduce sustancialmente la mancha de dólar (6). Además, los surfactantes como los agentes humectantes pueden reducir el rocío (21) y el desarrollo de enfermedades (12) (Figura 4). Se ha documentado que un aumento del flujo de aire a través del uso de ventiladores también reduce tanto el rocío, como las enfermedades (21).

Figura 4. Influencia de los agentes humectantes en la mancha marrón en festuca alta (Festuca arundinacea) (foto adaptada del artículo de Kerns et al., 2018).

La humedad del subsuelo también debe considerarse al manejar las enfermedades del césped, particularmente las enfermedades de las raíces. El exceso de humedad en el suelo puede conducir a un aumento de las enfermedades de las raíces. La pudrición de raíces por Pythium (Pythium spp.) es un ejemplo principal de una enfermedad de raíces que se agrava por el exceso de humedad en el suelo. La mayoría de los patógenos del césped, incluidos tanto los patógenos foliares como los de raíces, prosperan en ambientes húmedos; por lo tanto, las estrategias de manejo que prevengan el exceso de humedad en las hojas y en la zona de raíces reducirán la presión de enfermedades y aumentarán la salud del césped.

Más allá de la nutrición y el manejo de la humedad, el manejo del colchón (thatch), es uno de los aspectos más importantes para mitigar las enfermedades de la hierba. El thatch alberga ciertos patógenos de la hierba (1) y se ha relacionado con una mayor incidencia de enfermedades como el ‘spring dead spot’ (9). Por lo tanto, las estrategias de manejo que diluyen el thatch reducen la presión de enfermedades y promueven una hierba saludable. El topdressing con arena es una práctica de manejo que suprime enfermedades foliares de la hierba como el ‘dollar spot’ (7), y el topdressing regular con arena también puede diluir el thatch. Se recomienda un topdressing ligero y frecuente en lugar de uno pesado e infrecuente. Las prácticas de cultivo como el verticut, la aireación y el escarificado también reducen el thatch y el desarrollo de ciertas enfermedades (17).

Las prácticas de manejo cultural mencionadas anteriormente están destinadas a promover un césped saludable, hacer que el ambiente sea menos propenso a los patógenos y aliviar el estrés del césped. Cuando los céspedes están demasiado estresados, son más propensos a enfermedades. Factores ambientales estresantes como el tráfico, la sombra, la sequía, etc., debilitan el sistema de defensa de la planta, lo que aumenta la probabilidad de que se enferme. Por lo tanto, las prácticas de manejo cultural que combaten factores ambientales estresantes reducirán el estrés del césped, lo que a su vez disminuirá el desarrollo de enfermedades.

Productos biológicos y otras alternativas a los fungicidas.

Los biológicos para la supresión de enfermedades en césped han mejorado enormemente en la última década. La mayoría de los productos biológicos comercializados para el control de enfermedades en césped están compuestos por diversas cepas de bacterias u hongos beneficiosos. Estos microorganismos beneficiosos reducen las enfermedades del césped a través de varios mecanismos, como la antibiosis (dañando directamente al patógeno), la competencia con el patógeno por espacio y recursos, la inducción de respuestas defensivas en las plantas, y muchos más. Uno de los principales desafíos de los productos biológicos para la gestión de enfermedades en césped es introducir suficientes microorganismos beneficiosos en el ecosistema del césped para tener un efecto perjudicial suficiente sobre las poblaciones de patógenos. Aun así, ha habido muchos éxitos documentados con productos biológicos para el control de enfermedades en césped.

Investigaciones recientes mostraron una supresión efectiva de la enfermedad de la mancha de cobre (Gloeocercospora sorghi) en agrostis, con la cepa bacteriana Bacillus subtilis QST713 (Rhapsody, Envu, Cary, NC, EE. UU.) (Figura 5) (5). Además, la cepa bacteriana Bacillus subtilis SA-15 controla efectivamente la Rhizoctonia solani en grama de zoysia (13). Sin embargo, en la mayoría de los casos, los productos de control biológico no son tan efectivos como los fungicidas sintéticos, pero pueden ser bastante beneficiosos, particularmente en escenarios de baja presión de enfermedad. Por ejemplo, la pudrición de la raíz por Pythium (Pythium spp.) en Agrostis stolonífera se redujo efectivamente con Bacillus subtilis QST713 en un escenario de baja presión de enfermedad (4). A medida que los productos de control biológico continúan mejorando, el futuro es prometedor para su utilidad como una herramienta fundamental de manejo de enfermedades.

Figura 5. Control biológico de la mancha de cobre en un green de pasto bentosa (foto adaptada del artículo de Doherty y Roberts, 2023).

Más allá de los productos de control biológico, otras alternativas de fungicidas también muestran promesa para el control efectivo de enfermedades en céspedes. El sulfato ferroso, por ejemplo, es una alternativa efectiva de fungicida para enfermedades foliares selectas como la mancha de dólar y la mancha de Microdochium (14,16). El sulfato ferroso es más efectivo contra la mancha de dólar cuando se aplica con boquillas que producen gotas de solución en spray más finas, sin embargo, el volumen de spray no parece influir en el control de la enfermedad (8,15). Aparte del sulfato ferroso, otros productos alternativos de fungicidas como el ácido poacético (PA) y los agentes humectantes pueden suprimir eficazmente ciertas enfermedades del césped (10,12). Hay muchas otras opciones, alternativas de fungicidas que deberían explorarse en el futuro para optimizar el control de enfermedades del césped en ausencia de fungicidas.

Comentarios finales

El control de enfermedades del césped es un desafío con fungicidas, pero es exponencialmente más difícil sin ellos. Para lograr un control exitoso de enfermedades en el césped en ausencia de fungicidas, es necesaria un enfoque integrado que incluya la siembra de cultivares resistentes a enfermedades, la implementación de prácticas culturales adecuadas, la reducción del estrés en las plantas y la aplicación de biológicos y alternativas a los fungicidas. Se justifica más investigación, pero los recientes avances en estrategias de manejo de enfermedades alternativas a los fungicidas ofrecen un futuro prometedor para optimizar el manejo de enfermedades en el césped sin fungicidas. Si tiene alguna pregunta, no dude en contactarme en wendellh@uark.edu.

Referencias:

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Alternative Options to Fungicides for Turfgrass Disease Control

Introduction

Turfgrass disease management has become increasingly challenging due to restrictions on fungicide usage. In many parts of the globe, fungicide application is the primary strategy for disease management in turfgrass systems. However, in areas where fungicides are banned or strictly regulated, alternative approaches must be employed to achieve acceptable disease control. A blemish-free natural grass surface is expected by many golfers, sports field users, pedestrians, etc., so tolerance for disease is very low. The expectation of perfection presents an exceedingly difficult challenge to turfgrass managers without access to fungicides because they must grow premier turfgrass and combat diseases without all of the tools available to them (i.e., fungicides). With that in mind, this article will discuss alternative options to fungicides for turfgrass disease management such as 1) disease resistant cultivars, 2) cultural practices such as topdressing, aerification, moisture management, and fertilization, 3) turfgrass stress reduction, and 4) biologicals and fungicide alternative products for disease control.

Resistant Cultivars

One of the greatest advancements over the last 50+ years in turfgrass research has been the continual development of disease-resistant and disease-tolerant cultivars, particularly with creeping bentgrass (Agrostis stolonifera) (Figure 1). In recent research from Rutgers University, the disease resistant creeping bentgrass cultivar ‘Declaration’ delayed dollar spot (Clarireedia spp.) epidemics by up to 103 days and reduced fungicide inputs by up to 78% (23). This highlights the incredible advantage of planting disease-resistant cultivars for disease management. There have also been advancements in disease resistance with warm-season grasses such as bermudagrass (Cynodon spp.) resistance to spring dead spot (Ophiosphaerella spp.) (2), however, development of disease-resistant warm-season grass cultivars is far behind many of the cool-season grasses.

Although establishing disease-resistant turfgrass cultivars is a potent disease management strategy, it is challenging to replace an existing planted cultivar with a new and improved cultivar, particularly for warm-season grasses. Establishing a new disease-resistant warm-season grass cultivar requires an extensive renovation in which the existing inferior cultivar must be completely removed and the superior disease-resistant cultivar planted into the bare soil. In contrast, integrating disease-resistant cool-season grass cultivars is much easier because of methods such as overseeding and interseeding (19). Regardless of cool- or warm-season grasses, when fungicides are not available, establishing a disease-resistant cultivar is the primary best management practice to reduce turfgrass diseases. The National Turfgrass Evaluation Program (NTEP) is a valuable and useful resource to explore if you are interested in disease resistance of various turfgrass species and cultivars. All NTEP data can be found at ntep.org.

Figure 1. Varying levels of dollar spot resistance from different creeping bentgrass cultivars (photo adapted from Kenna, 2024 article).

Cultural Practices

Another valuable fungicide alternative for disease management is implementation of proper cultural practices. Cultural practices that mitigate thatch, prevent excessive moisture, increase airflow, provide adequate nutrients to the plant, and reduce overall turfgrass stress will lead to less disease and healthier turfgrass. Turfgrasses are similar to humans––they need adequate food, water, and oxygen for survival and health. Turfgrasses, when overly stressed, will often become sick (i.e., diseased) just as humans are more likely to become sick when overly stressed. Therefore, cultural practices that provide the turfgrass plant with sufficient food, water, and oxygen, while also reducing excessive stress to the plant, must be deployed to mitigate disease.

Providing turfgrass with a balanced nutrition through fertilizer applications is paramount to successful disease management. Excessive fertilizer can increase disease and insufficient fertilizer can increase disease. For example, dollar spot is more prevalent when there is insufficient nitrogen (Figure 2) (22). However, diseases such as brown patch (Rhizoctonia solani) on cool-season grasses can be worsened with excessive nitrogen (18). Potassium deficiencies can increase anthracnose severity on annual bluegrass (Poa annua) putting greens (20), but excessive potassium can lead to more Microdochium patch (Microdochium nivale) on creeping bentgrass putting greens (3). These examples demonstrate that optimal disease management requires a balanced nutrition. Too much or too little of a certain nutrient can exacerbate disease development.

Figure 2. Effect of nitrogen application on dollar spot suppression on a bermudagrass sports field (photo by Wendell Hutchens).

Moisture management is also an important aspect of disease prevention in turfgrass systems. Moisture management encompasses both aboveground moisture (i.e., leaf wetness) and belowground moisture (i.e., soil moisture). Optimization of moisture aboveground means shortening the leaf wetness period, and shortening the leaf wetness period reduces foliar disease development. One of the primary ways of shortening the leaf wetness period is accomplished by dew suppression/removal techniques such as mowing and rolling, dew sweeping (Figure 3), surfactant applications, and increasing airflow with fans.

Figure 3. Greenskeeper sweeping a golf course fairway to displace dew and reduce disease pressure (photo from https://thelawnforum.com/viewtopic.php?t=24577).

It has been well documented that rolling golf course putting greens substantially reduces dollar spot (6). Moreover, surfactants such as wetting agents can reduce dew (21) and disease development (12) (Figure 4). Increased airflow through the use of fans has also been documented to reduce both dew and disease (21).

Figure 4. Influence of wetting agents on brown patch in tall fescue (Festuca arundinacea) (photo adapted from Kerns et al., 2018 article).

Belowground moisture must also be considered when managing turfgrass diseases, particularly root diseases. Excessive soil moisture can lead to increased root disease. Pythiumroot rot (Pythium spp.) is a prime example of a root disease that is exacerbated by excessive soil moisture. Most turfgrass pathogens, including both foliar and root pathogens, thrive in moist environments; therefore, management strategies that prevent excessive moisture on the leaves and in the rootzone will reduce disease pressure and increase turfgrass health.

Beyond nutrition and moisture management, thatch management is one of the most important aspects of mitigating turfgrass diseases. Thatch harbors certain turfgrass pathogens (1) and it has been associated with greater disease such as spring dead spot (9). Therefore, management strategies that dilute thatch reduce disease pressure and promote healthy turfgrass. Sand topdressing is a management practice that suppresses foliar turfgrass diseases such as dollar spot (7), and regular sand topdressing can also dilute thatch. Light and frequent topdressing is recommended over heavy and infrequent topdressing. Cultivation practices such as verticutting, aerification, and fraise mowing also reduce thatch and development of certain diseases (17).

The aforementioned cultural management practices are meant to promote healthy turfgrass, make the environment less conducive for pathogens, and alleviate turfgrass stress. When turfgrasses are overly stressed, they are predisposed to disease. Stressful environmental factors such as traffic, shade, drought, etc., weaken the plant’s defense system, making it more likely to become diseased. Therefore, cultural management practices that combat stressful environmental factors will reduce turfgrass stress, thereby reducing disease development.

Biologicals and Other Fungicide Alternative Products

Biologicals for turfgrass disease suppression have improved tremendously over the last decade or so. Most biological products marketed for turfgrass disease control are composed of various beneficial bacterial or fungal strains. These beneficial microorganisms reduce turfgrass disease through various mechanisms such as antibiosis (directly harming the pathogen), competition with the pathogen for space and resources, inducing plant defense responses, and many more. One of the primary challenges of biological products for turfgrass disease management is introducing enough beneficial microbes to the turfgrass ecosystem to have a sufficient deleterious effect on pathogen populations. Even so, there have been many documented successes with biological products for turfgrass disease control.

Recent research showed effective suppression of the disease copper spot (Gloeocercospora sorghi) on creeping bentgrass with the bacterial strain Bacillus subtilis QST713 (Rhapsody, Envu, Cary, NC, USA) (Figure 5) (5). Further, the bacterial strain Bacillus subtilis SA-15 effectively controls large patch (Rhizoctonia solani) on zoysiagrass (13). In most cases, however, biological control products are not as effective as synthetic fungicides, but they can be quite beneficial, particularly in low disease pressure scenarios. For example, Pythium root rot (Pythium spp.) in creeping bentgrass was effectively reduced with Bacillus subtilis QST713 in a low disease pressure scenario (4). As biological control products continue to improve, the future is promising for their utility as a foundational disease management tool.

Figure 5. Biological control of copper spot on a creeping bentgrass putting green (photo adapted from Doherty and Roberts, 2023 article).

Beyond biological control products, other fungicide alternatives also show promise for effective disease control in turfgrass systems. Ferrous sulfate, for example, is an effective fungicide alternative for select foliar diseases such as dollar spot and Microdochium patch (14,16). Ferrous sulfate is most effective against dollar spot when applied with nozzles that produce finer spray solution droplets, yet spray volume does not seem to influence disease control (8,15). Aside from ferrous sulfate, other fungicide alternative products such as poacic acid and wetting agents can effectively suppress certain turfgrass diseases (10,12). There are many other fungicide alternative options that should be explored in the future to optimize turfgrass disease control in the absence of fungicides.

Closing Remarks

Turfgrass disease control is challenging with fungicides, but it is exponentially more difficult without fungicides. In order to achieve successful turfgrass disease control in the absence of fungicides, an integrated approach that includes planting disease-resistant cultivars, implementing sound cultural practices, reducing plant stress, and applying biologicals and fungicide alternatives is necessary. Further research is warranted, but recent advancements in fungicide alternative disease management strategies offer a promising future to optimize turfgrass disease management without fungicides. If you have any questions, feel free to contact me at wendellh@uark.edu.

References: see above.