1. Introducción

El café (Coffea arabica L) es uno de los cultivos agrícolas de mayor importancia en el mundo (Gasperín-García et al. 2023), es cultivado en alrededor de 80 países tropicales y subtropicales, y tiene un alto impacto económico, en especial en países en vías de desarrollo (Villalta-Villalobos y Gatica-Arias, 2019). Este rubro representa una fuente de empleos para 25 millones de personas alrededor del mundo, además es una alternativa para reducir los efectos adversos del cambio climático del sector agrícola (Rodríguez-Del Toro et al., 2023). El café es de gran importancia para Nicaragua, tanto económica como social y ambientalmente. Representa aproximadamente el 25 % de las exportaciones y es uno de los principales generadores de divisas, alcanzando en el 2015 USD 395,73 millones, lo que equivale al 15,6 % del total de exportaciones (Centro de Trámites para las Exportaciones [CETREX], 2015). Las principales zonas productoras de café son Jinotega (35 %), Matagalpa (25 %), Nueva Segovia (13 %), Madriz (8 %) (Instituto Nacional de Información de Desarrollo [INIDE], 2012).

En Nicaragua los sistemas productivos de café cuentan con diversas variedades, siendo Caturra la variedad predominante con el 72 % de la superficie establecida a nivel nacional, el restante porcentaje corresponde a variedades como: Catuaí rojo, amarillo, Arábico, Bourbon, Catimor, Super catuaí, Maragogipe, Malaco, Pacamara y Maracaturra (Ministerio Agropecuario y Forestal [MAGFOR], 2019).

En el país, la producción radica en el uso de tecnologías tradicionales (uso de plaguicidas) para el manejo de plagas insectiles, esto conlleva a que cada año los productores inviertan mayor cantidad de recursos económicos para proteger la producción y los rendimientos son menores (Salazar Hitcher y Jiménez-Martínez, 2022).

La demanda de productos agrícolas inocuos ha obligado a los productores a adoptar diversas estrategias de manejo de plagas (Aristizábal et al., 2016). El control biológico es una técnica de manejo de plagas que está creciendo en la actualidad con la utilización de hongos entomopatógenos, que han demostrado ser efectivos para el control de plagas (Mishra et al., 2014; Rodríguez et al., 2017). Dentro de los factores que afectan de manera significativa la producción está la incidencia de plagas, siendo la broca del café, Hypothenemus hampei (Ferrari, 1867) (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae), la de mayor importancia (Lima y Cunha, 2021, Morán Centeno y Jiménez-Martínez, 2023), al vivir dentro del fruto del café, el daño causado es directo a la producción, reduce el rendimiento en cosecha y calidad del grano (Gómez et al., 2015; Infante, 2018; Laiton et al., 2018), las hembras adultas perforan las cerezas por el ombligo hasta llegar a la almendra, donde se alimentan y desarrollan su proceso reproductivo (Jiménez Martínez y Rodríguez, 2014; Rodríguez et al., 2017; Alba-Alejandre et al., 2018).

De acuerdo con Gasperín-García et al. (2023), para el control de la broca se han reportado organismos como Beauveria bassiana Bals., que ha mostrado resultados favorables. Campos Mora et al. (2023) mencionan que estas técnicas de control ejercen un efecto positivo en el ambiente. Debido a la importancia del sector cafetalero en Nicaragua es necesario reevaluar las formas de manejo de esta plaga, teniendo en cuenta las actuales investigaciones donde se implementan organismos biológicos. El objetivo de este estudio fue evaluar alternativas biológicas para el manejo de broca de café sobre la población de individuos de broca dentro de los frutos y su efecto en el rendimiento total (kg/ha), así como la factibilidad económica de cada tratamiento evaluado a través de un análisis de presupuesto parcial, análisis de dominancia y tasa de retorno marginal, este estudio servirá para tomar decisiones sobre el uso de alternativas viables en el manejo de este insecto.

2. Materiales y Métodos

2.1. Ubicación del estudio

El estudio se realizó en el periodo octubre 2022 a enero 2023 en la comunidad La Providencia, con coordenadas 588717,56 E y 1540085,11 N en el municipio de Jalapa, departamento de Nueva Segovia, Nicaragua, en una finca con un área total de 50,35 ha, en lotes de producción de café (Coffea arabica L), con manejo químico (químico), variedad Catuaí establecidas a una distancia de planta de 1,25 m y 1,67 m entre líneas de siembra (surcos), con una edad de 18 años y recepado hace tres años.

2.2. Diseño metodológico

La investigación fue de tipo cuantitativa, longitudinal, aplicada, con un diseño experimental de Bloques Completos al Azar (BCA), con seis tratamientos y cuatro repeticiones, donde se realizaron aplicaciones de tres productos biológicos, químicos, combinación de químico y manejo cultural (trampa) y testigo absoluto.

2.3. Tamaño de las parcelas experimentales

Se establecieron parcelas experimentales de 12 m de ancho por 15 m de largo para un total de 180 m. por parcela experimental, separadas por dos metros entre las parcelas, con 105 plantas de café por parcela con un total de 2.520 plantas en las parcelas experimentales. El área de cada bloque fue de 840 m. y el área total de 3.360 m..

2.4. Tamaño de la parcela útil y muestreo de broca

En la parcela útil se seleccionaron cinco puntos al azar, distribuidos en forma de “X” y en cada punto 10 plantas, se seleccionaron 50 plantas por parcela tomando una bandola reproductiva del estrato medio, para un total 1.200 plantas muestrales; la bandola seleccionada se marcó con una cinta de color, para hacer el recuento de variables, realizándose el muestreo semanal.

El Servicio Nacional de Sanidad Agraria [SENASA] (2003) en la Directiva General N° 08–2003–AG–SENASA–DGSV–DPF, Norma para la ejecución y remisión de información de actividades del programa manejo integrado de plagas del cafeto, recomienda que de cada planta se evalúen 10 frutos para el caso de la broca del café a fin de determinar la incidencia de la plaga. Se tomaron 20 cerezas de café por cada tratamiento, 120 cerezas por parcela para un total de 480 cerezas de café para diseccionarlas.

2.5. Tratamientos evaluados

Los tratamientos evaluados, se aplicaron dos veces durante el periodo de evaluación, la primera evaluación en el mes de octubre y la segunda en el mes de noviembre del 2022, con equipo de aspersión (bombas de mochila) con capacidad de 20 litros, los cuales se describen a continuación:

• Tratamiento 1: Ecobiol® 300 g, insecticida microbiológico, con una concentración de 5 x 10⁹ hasta 2,5 x 10¹¹ conidias por gramo, actúa por contacto, contiene conidias del hongo entomopatógeno Beauveria bassiana, obtenido de forma natural de diversas cepas nativas (aislado de suelo, insectos colonizados), no modificado genéticamente.

• Tratamiento 2: Bea blue®, insecticida biológico de uso agrícola, aislamiento del hongo Beauveria bassiana de ocurrencia natural en el suelo, con una concentración de 1 x 10⁹ esporas por gramo del producto.

• Tratamiento 3: Átropos® WS, ingrediente activo Metarhizium anisopliae y Beauveria bassiana, insecticida microbiológico formulado a base de un consorcio de esporas de cepas seleccionadas de hongos endófitos y agentes de control biológico; contiene 60 gramos de esporas puras de Metarhizium anisopliae cepa BT-Ma. 005 y 60 gramos de clamidosporas puras de Beauveria bassiana cepa BT-Bb. 003 por kilogramo comercial, ambos tienen un modo de acción por contacto.

• Tratamiento 4: Curador® 70WS, (Imidacloprid), (E)-1-(6-chloro-3-pyridylmethyl) -N-nitroimidazolidin-2-ylideneamine, con fórmula molecular C₉H₁₀CIN₅O₂, pertenece a la familia química Neonicotinoide, insecticida de acción sistémica, de contacto e ingestión, eficaz para el control de insectos chupadores, trips y algunos ácaros.

• Tratamiento 5: Testigo, se aplicó solamente agua

• Tratamiento 6: Trampa + insecticida: se colocaron trampas (Brocap®), para broca de café y se realizó una aplicación del insecticida Curador® 70WS.

2.6. Variables evaluadas

Las variables evaluadas fueron:

• Número de frutos totales y brocados por planta: se realizó el conteo de los frutos totales por planta y perforados por broca de café en cada una de las bandolas de los árboles seleccionados.

• Número de adultos, pupas, larvas y huevos de H. hampei dentro de frutos: se diseccionaron los frutos colectados en las parcelas para cada tratamiento evaluado, contando el número de adultos, pupas, larvas y huevos, en las tres primeras fechas de muestreos.

• Rendimiento (kg ha^-1): para obtener el dato del rendimiento por hectárea, se tomó el peso de los frutos maduros de las plantas seleccionadas como parcela útil muestreada se transformó en kg ha^-1.

• Análisis económico: Se realizó un análisis económico de presupuesto parcial (se tomaron los datos de rendimiento promedio RX) por tratamiento y el rendimiento ajustado (R_ajust = 25 % de R_X), el beneficio bruto multiplicando el R_ajust por el precio de venta de campo. Para la sumatoria de los costos totales que varían, se estimaron los costos de los productos evaluados más el costo de aplicación de insecticidas. Para obtener el beneficio neto, se restaron los costos totales (que varían al beneficio bruto de cada tratamiento), análisis de dominancia y tasa de retorno marginal, siguiendo la metodología propuesta por el Centro Internacional para el Mejoramiento del Maíz y el Trigo (CIMMYT, 1988), la que considera diferentes costos, rendimientos y beneficios.

2.7. Análisis estadísticos de los datos

Los datos se ordenaron por cada una de las variables, los análisis estadísticos se llevaron a cabo con el programa R 4.3.0 (R Core Team, 2023), se realizó análisis de varianza para determinar la significancia entre tratamientos, prueba de Tukey (p = 0,05) para realizar la comparación de medias entre los tratamientos.

Para determinar la rentabilidad de los tratamientos se consideró la relación beneficio-costo, análisis de dominancia, tasa de retorno marginal (ecuación [1]), se realizó un análisis económico siguiendo la metodología del CIMMYT (1988).

[1]

3. Resultados y Discusión

3.1. Número de frutos totales y brocados por H. hampei

Al analizar la cantidad de frutos para cada tratamiento evaluado, contabilizados en la primera fecha de muestreo (04 de noviembre), se determinó que existió una reducción constante en cada muestreo en el rango de 10 al 20 %, al final del período de evaluación (20 de enero 2023) únicamente se contaba con menos del 20 % de la producción inicial, siendo el tratamiento Trampa + Curador® y testigo quienes mostraron el menor porcentaje de frutos a cosechar de 9 y 13 %, respectivamente, (Figura 1). Lima y Cunha (2021) menciona que el uso de alternativas biológicas llega a controlar entre el 15 y 65 % de broca, Gasperín-García et al. 2023 mencionan que el éxito de los sistemas productivos de café se relaciona directamente con el volumen de producción que se pone en venta en el mercado, por lo tanto, las pérdidas ocasionadas por los organismos-plagas afectan directamente la economía del productor y de sus familias y, por ende, la economía de la nación. Asimismo, Santiago-Hernández et al. (2023) reportan que la combinación de atrayentes naturales y trampas artesanales constituyen una alternativa de manejo de la broca del café, de bajo costo y disponibles a nivel local.

Figura 1
Porcentaje de pérdidas de fruto por afectación de broca en las diferentes fechas de muestreos en los tratamientos bajo estudio

Figure 1. Percentage of fruit losses due to borer damage on the different sampling dates in the treatments under study.

El porcentaje de infestación por árbol es alto considerando que por cada 1 % que se incremente el nivel de infestación, aumenta 0,26 % a 0,47 % el número de granos que se caen sin madurar y en infestaciones de 10 % a 15 % se tienen pérdidas de 5,087 kg por cada quintal de café pergamino (46 kg) (Barrera Gaytán, 2017).

En la Figura 2 se puede observar que la afectación de broca ocurrió en la segunda toma de datos en mayor porcentaje en donde la infestación estuvo en el rango del 20 al 78 %, siendo el testigo y Átropos® los más afectados, siendo considerable el daño provocado por este insecto en todas las fechas de muestreos evaluadas. Los productos biológicos a base de Beauveria bassiana, causan mayor mortalidad en el insecto cuando la cepa empleada, la concentración de esporas, la virulencia del patógeno, la eficiencia de la aplicación, el microclima del cafetal y el momento del ataque en que se encuentre la broca son los adecuados (Castillo-Arévalo et al., 2023; León Romero, 2015; Lima y Cunha, 2021). Además, se debe asegurar un buen cubrimiento, verificando que los frutos atacados queden bien rociados, de manera que esto y las prácticas culturales de control podrían incidir en el control eficiente del patógeno. Mendoza-Cervantes et al. (2023) indican que los meses de septiembre a noviembre constituyen las mayores afectaciones por broca encontrándose hasta 100 individuos por conteo, lo que representa el verdadero problema para los caficultores. En un estudio efectuado por Rodríguez-Del Toro et al. (2023), se menciona que la broca del café es un insecto que afecta la producción de café, sin importar la altitud, variedad, en donde el manejo es determinante para mantener las poblaciones bajo control.

Figura 2
Comportamiento de las afectaciones de broca en las diferentes fechas de muestreos en los tratamientos bajo estudio

Figure 2. Borer damage behavior on different sampling dates in the treatments under study.

El análisis de varianza para los frutos totales por bandola mostró diferencia significativa para los tratamientos (p = 0,0001), observando que el mayor número total de frutos se presentó en el tratamiento Ecobiol®, con un promedio de 1.740,88 frutos; y, el menor número se encontró en el tratamiento trampa + curador®, con un promedio de 1.455,05. Al analizar la cantidad de frutos brocados el análisis de varianza no demostró diferencias significativas en los tratamientos (p = 0,3945) (Tabla 1).

En un estudio realizado en dos zonas cafetaleras de Nicaragua, Pineda Méndez y Blandón Siles (2009) encontraron que el mayor porcentaje de frutos brocados se presentó en los meses de octubre, noviembre y diciembre. Resultados que coinciden con este estudio en donde se observó el mayor número de frutos brocados en las fechas de muestreo en el mes de noviembre, esto puede atribuirse a que en este mes se presentan las condiciones óptimas para el desarrollo de la plaga, como la intensidad lumínica, temperatura, lluvia, condición del fruto, fisiología del insecto (López-Guillén et al., 2011). Otro aspecto a tomar en cuenta es que en estos meses los frutos han alcanzado el grado óptimo para la colonización, contando con disponibilidad de alimento y refugio para desarrollarse y reproducirse (Bacca et al., 2021).

En ambas variables se constató que las afectaciones por broca varían en consideración del estado de desarrollo de los frutos de café, por lo cual se debe realizar un constante monitoreo de la plaga para reducir las afectaciones en los rendimientos; siendo las primeras fechas en donde el daño fue mayor. Pérez Constantino et al. (2023) mencionan que durante los meses de septiembre a noviembre, ocurren las mayores afectaciones por este insecto en el cultivo de café, coincidiendo con lo encontrado en este estudio.

3.2. Número de adultos, pupas, larvas y huevos de H. hampei en frutos brocados

En cuanto a los diferentes estadios de desarrollo de la plaga no se encontraron diferencias significativas entre los tratamientos evaluados, no obstante, las fechas de muestreo uno y tres mostraron la mayor población promedio de pupas, larvas y huevos (Tabla 2). Esto conlleva a que en los subsiguientes muestreos las poblaciones de adultos sean mayores, ocasionando mayor porcentaje de daño a los frutos en desarrollo.

La población de H. hampei se registró mediante la disección de los frutos brocados, mostrando variabilidad de los diferentes estadios de la plaga entre los tratamientos y fechas de muestreo (Tabla 2) observándose que el tratamiento Curador® presentó el menor número de estadios biológicos.

3.3. Rendimiento (kg ha^-1)

El mayor rendimiento de café se obtuvo con las aplicaciones de Curador® y el menor rendimiento para el testigo (Figura 3). Esto muestra que la utilización de sustancias químicas reduce las afectaciones de broca, por lo tanto se obtienen mayores rendimientos. En el estudio realizado por Matus Miranda y Jiménez-Martínez (2020) encontraron que el tratamiento Galil a base de imidacloprid seguido de Cormoran y Ecobiol fueron los que obtuvieron los mayores rendimientos en kilogramos por hectárea.

Figura 3
Rendimiento kg ha1 por tratamientos evaluados en el cultivo de café en Jalapa Nueva Segovia periodo 20222023

Figure 3. Yield (kg ha-1) per treatments evaluated in the coffee crop in Jalapa, Nueva Segovia during the period 2022-2023.

3.4. Análisis económico de los tratamientos evaluados

En el análisis del presupuesto parcial realizado se estableció el valor del jornal en 10,4 dólares americanos (US$), y el precio de venta en campo de US$ 4,84 el kg de café. El mayor costo variable lo obtuvo el tratamiento trampa más Curador® con 164,4 US$ ha^-1, los de menor costos fueron: Ecobiol® y Testigo con 23,6 y 15,6 US$ ha^-1, respectivamente. El tratamiento que obtuvo el mayor beneficio neto fue Curador® con 956,21 US$ ha^-1, y el menor beneficio neto correspondió al testigo con 550,68 US$ ha^-1 (Tabla 4).

Los resultados se sometieron a un análisis de dominancia, donde se tomó en cuenta el análisis de presupuesto parcial. El resultado del análisis de dominancia indica que los tratamientos no son dominados por el testigo. Por lo tanto, todos fueron incluidos en el análisis de la tasa de retorno marginal (Tabla 5).

3.5. Análisis de la tasa de retorno marginal (TRM)

El análisis de la tasa de retorno marginal refleja que todos los tratamientos son viables, sin embargo, Átropos®, obtuvo la mayor tasa de retorno marginal, seguido de Curador®, Trampa + Curador®, Bea Blue® y Ecobiol® ya que, por cada dólar invertido, el productor obtiene una tasa de retorno marginal alta (Tabla 6).

Considerando la importancia del cultivo de café este estudio podría proporcionar una alternativa para el manejo de la broca del café en sistemas productivos en climas tropicales.

4. Conclusiones

Los resultados obtenidos en el estudio determinan que la afectación por broca fue alta en todos los tratamientos y fechas de muestreo, llegando a reducir los rendimientos en un rango del 20 al 78 %. Esto obedece a que a medida que transcurre el tiempo las afectaciones son mayores, siendo las primeras fechas cuando el daño fue significativo. Al analizar las diferentes etapas del ciclo de vida del insecto se determinó que no existieron diferencias significativas en los tratamientos, así como en la variable frutos brocados.

El análisis económico demostró que el tratamiento Curador® obtuvo mayores rendimientos, por lo tanto, mayor beneficio neto, seguido de trampa más Curador® y Bea Blue®. Todos los tratamientos mostraron una tasa de retorno marginal alta, lo que indica que son rentables para el control de la broca del café (Hypothenemus hampei).

Contribuciones de los autores

• Sailyng Dayana Siu Palma: conceptualización, investigación, metodología, recursos, curación de datos, redacción – borrador original.

• Edgardo Salvado Jiménez Martínez: supervisión, redacción – revisión y edición.

• Juan Carlos Morán Centeno: curación de datos, análisis formal, redacción – revisión y edición.

Implicaciones éticas

Los autores declaran que no existen implicaciones éticas.

Conflicto de interés

Los autores declaran que no existen conflictos de interés financieros o no financieros que podrían haber influido en el trabajo presentado en este artículo.

Agradecimientos

La autora de esta investigación agradece al Sr. Teófilo Narváez Rodríguez, productor de Jalapa Nueva Segovia por facilitar su finca, así también el agradecimiento a M. Sc. Juan Carlos Morán Centeno y Ph.D. Edgardo Salvador Jiménez Martínez por el apoyo brindado, el tiempo dedicado y el intercambio de conocimiento para el desarrollo de la investigación.

Referencias

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