Taking a Systems Approach to IPM

Jen Bergh

When we talk about the integrated aspect of pest management, we mean the comprehensive approaches we take that can include cultural, mechanical, chemical and biological pest controls. There’s another perspective on integrating our pest management plans and that’s the one that views all of our pests—insects, diseases and weeds—as a dynamic and integrated whole. We produce horticulture in both open and closed systems, and these systems are rich in the resources that help our most persistent and destructive pests flourish. By evaluating the whole system and the ways each aspect affects the others, we can design programs that leverage the system to get the best pest management results.

Insect pests
We provide insect and mite pests with everything they need to feel at home in nurseries and greenhouses: diverse and abundant food sources, water, light and heat, cover and even transportation. We place plants in ways that make it easy for insects to move around in their canopies and we transport pests within our systems by resetting greenhouses, shipping and bringing in new plant material. Many of the processes we use to grow great plants help to boost our insect pest populations as well—inputs of nitrogen fertilizer increase mites and aphids and misting increases fungus gnats and shoreflies.

Here’s where the pest system comes into play: diseases and weeds also play a role in increasing insect pest pressure. Diseases stress the plants and stressed plants are more susceptible to insect and mite herbivory. Additionally, plants fighting off a blight or dieback will have a harder time recovering from insect herbivory and outgrowing damage to be saleable. Yields and profits both go down, while rescue applications of insecticides and fungicides go up.

Weeds also play a role in encouraging insect pests by providing a refuge for the pests and an additional or alternate food source.

Diseases
Plant diseases also find our horticultural environments friendly: temperate, moist and with plenty of food sources and accommodating substrates. Some pathogens flourish in the cool, moist environment of propagation houses; others do well where it’s warm and humid. There’s a pathogen for every environment, every season and every crop. Fungal and bacterial pathogens are ubiquitous in the natural environment, providing an inexhaustible reservoir of disease. We help out by transporting microbes, colonies and spores in everything we do—from walking into the nursery to taking cuttings from stock plants.

Let’s not forget about insects and weeds because they, too, help spread disease. Insects move pathogens from one plant to another, one nursery to another. They can move bacteria and fungi on the surface of their bodies and carry viral and other pathogens in their saliva. Their herbivory on our ornamental crops provides an entry point for these pathogens and it also stresses the plants, making them more susceptible to infection.

The presence of weeds is more than unsightly; they do their part to harbor pathogens. Disease breakouts might continue and spread in weeds under benches even when the disease is apparently controlled out in the crop above. In some cases, weeds act as the secondary host in a complex disease cycle. Weeds can be the catalyst for a seasonal disease becoming a chronic, perennial pest. They’re also the means for maintaining a continuous supply of pathogen in landscape settings. Those reservoirs can also help to infest our growing areas, especially where planted areas are directly adjacent to greenhouses or container yards.

Weeds
Plant species we call weeds are weeds not only because we don’t want them in the container, but because they’ve evolved to compete and to use available resources faster and more efficiently than our ornamental varieties. The inputs we make to grow our crops are the very ones that weeds use to do what they do best. We offer them rich media, abundant nutrients, water, light and cover from the seasons. We spend time, labor and ultimately, a lot of money controlling them.

While weeds are affected by the other pest groups, the system looks a little different. Insects and disease suppress many crops, making them less likely to outperform a weed, particularly in containers. Outdoors, we have the issue of constant recruitment of weed seeds from the seed bank in situ. Birds and other vertebrates deliver new weed seed daily and year-round. Our horticultural systems go a long way to encourage weeds, offering large surface areas of bare soil and ground in trays, pots, containers and fields.

The solution
The solution is as simple as the systems themselves are complex: scout with integration in mind. It’s “The Butterfly Effect” and we’re talking chaos theory here, not the psychological thriller. Edward Lorenz defined it as relatively small details having enormous affects, or more eloquently, “sensitive dependence on initial conditions.” Those initial conditions are what we’re evaluating when we scout.

In terms of insects and mites, we ask ourselves: What’s the pest and what’s the level of pressure? Has the pressure changed up or down? Has the pest’s instar or sex ratio in the population changed? Are they ovipositing? What’s the damage threshold? Are my beneficials present and in what numbers? Is there evidence of predation or parasitization? Besides the crop, where else are these insects present? Are they entering the growing area via a route than can be closed? Are they in a nearby planting or weedy area? How are they interacting with disease and weed populations and can that be changed?

When we scout for disease, we look for signs and symptoms of new or active infections and ask: What’s the disease? What environmental factors are encouraging disease and can they be changed? Are there reservoirs of pathogen in the growing area? What cultural changes could reduce introduction of new pathogens and cross contamination?

We can scout for weeds all the time by just walking our production areas and asking: Where are these weeds coming from and why are these species in particular a problem? Can inputs be adjusted to suppress the population?

Not every question above is relevant to every kind of operation, but they give us an idea of how to think about our production systems and how all the moving parts affect one another. Once we ask the questions, we can turn our attention to what controls are available and what steps to take. Is there a biological available for this pest? Is there a chemical control for this pest? Preventative or rescue? (Hint: When you can, go for the preventatives!) Combination or single active? Short or long residual?

As we manage our system and integrate our pest control decisions, we fine-tune our cultural controls by starting with high-quality propagation material, clean media, clean tools, clean containers and good growing practices.

By following these practices, and by scouting with an integrated perspective and approach, we can have even better success with the chemistries and biologicals we employ to fight pests. GT

Jen Bergh is Market Development Specialist for BASF Specialty Products.

MIP con un Enfoque de Sistema
Cuando hablamos del aspecto integrado del manejo de plagas, queremos indicar la adopción de un enfoque amplio, que puede incluir controles culturales, mecánicos, químicos y biológicos. Existe además otra perspectiva sobre la integración de nuestros planes de manejo de plagas y es aquella que considera todas las plagas—insectos, enfermedades y malezas—como un todo dinámico e integrado. Cultivamos productos hortícolas tanto en sistemas abiertos como cerrados, y estos sistemas son ricos en los recursos que contribuyen a que las plagas más persistentes y destructivas prosperen. Al evaluar el sistema completo y la forma en que cada aspecto interactúa con otros, podemos diseñar programas que beneficien al sistema y optimicen el control.

Insectos plaga
En los invernaderos y viveros, damos a los insectos y ácaros todo lo que necesitan para sentirse a gusto: Fuentes de alimentación diversas y abundantes, agua, luz y calor, protección y aún transporte. Colocamos las plantas de maneras que el movimiento de los insectos a través de su dosel resulta fácil y transportamos las plagas dentro de nuestros sistemas al restaurar los invernaderos, despachar y recibir material vegetal. Muchos de los procesos que implementamos para producir plantas de buena calidad sirven además para promover las poblaciones de insectos plaga— las aplicaciones de fertilizantes nitrogenados aumentan los ácaros y áfidos y el riego por nebulización incrementa las moscas de los hongos y las moscas de las orillas.

He aquí donde entra en juego el sistema de la plaga: las enfermedades y malezas también juegan un papel aumentando la presión que ejercen los insectos. Las enfermedades estresan las plantas y las plantas estresadas son más susceptibles al ataque de insectos y ácaros. Adicionalmente, las plantas que luchan contra un tizón o marchitez tendrán mayor dificultad para recuperarse del ataque de los insectos y para sobreponerse a los daños causados hasta adquirir nuevamente una buena calidad comercial. La productividad y rentabilidad bajan, mientras que las aplicaciones de rescate (curativas) de insecticidas y fungicidas suben.

Las malezas también jactúan como promotoras de los insectos plaga, al proporcionar un refugio y una fuente adicional de alimento.

Enfermedades
Las enfermedades de las plantas también encuentran amable el ambiente del cultivo hortícola: templado, húmedo y con abundantes fuentes de comida y sustratos favorables. Algunos patógenos prosperan en el ambiente fresco y húmedo de los invernaderos de propagación, mientras que otros prefieren ambientes cálidos y húmedos. Existe un patógeno para cada ambiente, cada estación y cada cultivo. Los hongos y bacterias patógenos se encuentran por doquier en el ambiente natural, proporcionando un reservorio casi infinito de enfermedad. Por nuestra parte, contribuimos transportando microbios, colonias y esporas en todo lo que hacemos—desde entrar al vivero hasta cosechar esquejes de las plantas stock.

No olvidemos los insectos y malezas, porque ellos también ayudan a diseminar enfermedades. Los insectos transportan los patógenos de una planta a la otra, de un vivero a otro. Pueden llevar bacterias y hongos sobre sus cuerpos y llevar patógenos virales y de otros tipos en su saliva. Cuando se alimentan de nuestras plantas ornamentales proporcionan un punto de entrada para estos patógenos y ello también estresa las plantas, haciéndolas más susceptibles a la infección.

La presencia de malezas es más que indeseable: hacen su parte al albergar patógenos. Los brotes de enfermedad pueden continuar y dispersarse en las malezas que crecen debajo de los bancos, aún cuando la enfermedad ha sido aparentemente controlada en el cultivo que crece encima. En algunos casos, las malezas actúan como hospedero secundario en un complejo ciclo de enfermedad. Las malezas pueden actuar como catalizador de una enfermedad estacional, tornándose en una plaga crónica y perenne. También constituyen la forma de mantener un suministro permanente de un patógeno en ambiente o paisaje particular. Estos reservorios también pueden ayudar a infestar nuestras zonas de cultivo, especialmente donde las áreas sembradas se encuentran en directa vecindad con invernaderos o áreas de producción en recipientes.

Malezas
Las especies vegetales que llamamos malezas lo son no solamente porque no las queremos en los recipientes, sino porque han evolucionado para competir y utilizar los recursos disponibles más rápidamente que nuestras variedades ornamentales. Los insumos que suministramos para cultivar las cosechas son precisamente los mismos que utilizan las malezas para crecer vigorosamente. Les ofrecemos sustratos ricos, nutrientes abundantes, agua, luz y protección de las estaciones. Dedicamos tiempo, trabajo y finalmente una gran cantidad de dinero a su control.

Mientras que las malezas son afectadas por los otros grupos de plagas, el sistema es un poco diferente. Los insectos y enfermedades pueden suprimir muchos cultivos, reduciendo sus posibilidades de aventajar las malezas, particularmente en recipientes. A campo abierto, hay una constante recolección de semillas de maleza desde el banco de semillas in situ. Los pájaros y otros vertebrados aportan semilla nueva todos los días, durante todo el año. Nuestros sistemas hortícolas estimulan las malezas ampliamente, ofreciendo grandes superficies de suelo libre en las bandejas, macetas, recipientes y campos.

La solución
La solución es tan simple como los sistemas son complejos: haga el monitoreo con la integración en mente. Es el “Efecto Mariposa” y estamos hablando de la teoría del caos, no del suspenso sicológico. Edward Lorenz lo definió como una situación en la que detalles relativamente pequeños tienen enormes efectos o, de forma más elocuente, “dependencia sensible a las condiciones iniciales.” Estas condiciones iniciales son las que estamos evaluando cuando hacemos el monitoreo.

En términos de los insectos y ácaros nos preguntamos: ¿Cuál es la plaga y cual su grado de presión? ¿Ha cambiado esta presión hacia arriba o hacia abajo? ¿Ha variado la proporción de instares o sexos en la nueva población? ¿Están poniendo huevos? ¿Cual es el umbral de daño? ¿Están presentes más organismos benéficos y en qué proporción? ¿Hay evidencia de depredación o parasitismo? ¿Además del cultivo, dónde más se encuentran presentes los insectos? ¿Ingresan a las zonas de cultivo mediante vías que se puedan cerrar? ¿Existen áreas de cultivo o con presencia de malezas en la vecindad? ¿Cómo interactúan con las poblaciones de patógenos y malezas, y puede ello cambiarse?

Cuando monitoreamos enfermedades, buscamos signos y síntomas de infecciones nuevas o activas y nos preguntamos: ¿Qué enfermedad es? ¿Qué factores ambientales la promueven y es posible cambiarlos? ¿Hay reservorios de patógenos en las zonas de producción? ¿Qué cambios culturales podrían reducir la introducción de patógenos nuevos y la contaminación cruzada?

Podemos monitorear las malezas continuamente simplemente caminando entre las áreas de producción y preguntándonos: ¿De dónde vienen las malezas y por qué causan problemas estas especies en particular? ¿Se pueden ajustar los insumos para suprimir o restringir su población?

No todas estas preguntas son relevantes para todos los tipos de cultivos, pero nos dan una idea de cómo debemos concebir los sistemas de producción y cómo cada pieza del sistema influye sobre las otras. Una vez formulemos estas preguntas, podemos dirigir nuestra atención hacia los controles disponibles y los pasos a seguir. Existe un control biológico para controlar esta plaga? ¿Un control químico? ¿Preventivo o curativo? (Nota: Cuando pueda, prefiera los preventivos!) ¿Ingrediente activo único o combinados? ¿Residualidad corta o prolongada?

A medida que manejamos nuestro sistema e integramos nuestras decisiones sobre el control de plagas, refinaremos los controles culturales iniciando con material de propagación de alta calidad, sustrato limpio, herramientas y recipientes limpios y buenas prácticas de producción.

Al seguir estas prácticas, y al monitorear dentro de un enfoque integrado, tendremos aún más éxito con los químicos y biológicos en la lucha contra las plagas. GT

Jen Bergh es Especialista en desarrollo de Mercados para Productos Especiales de BASF.