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REDVET. Revista electrónica de Veterinaria 1695-7504
2010 Volumen 11 Número 03B
REDVET Rev. electrón. vet. http://www.veterinaria.org/revistas/redvet -http://revista.veterinaria.org
Vol. 11, Nº 03B, Marzo/2010– http://www.veterinaria.org/revistas/redvet/n030310B.html
Sistema de pronóstico climático del tizón tardío
(phytophthora infestans) en el cultivo de la papa en la
provincia de Villa Clara
Orlando Saucedo Castillo: Centro de Investigaciones
Agropecuarias
(CIAP).
Facultad
de
Ciencias
Agropecuarias.Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas.
Villa Clara. Cuba| Luis Vicente Pérez: Centro Nacional de
Sanidad Vegetal (CNSV). C. Habana.| Lidcay Herrera Isla:
Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central "Marta
Abreu" de Las Villas.Villa Clara. Cuba| Lourdes Fernández
Pérez: Centro de Investigaciones Agropecuarias (CIAP).
Facultad de Ciencias Agropecuarias.Universidad Central "Marta
Abreu" de Las Villas. Villa Clara. Cuba
Resumen
Las técnicas computacionales en el procesamiento de los modelos de
predicción del tizón tardío son de incalculable valor dada la rapidez y
confiabilidad de la emisión de señales de tratamientos fitosanitarios a
empresas y cooperativas con plantaciones de papa. En tal sentido se
determinó la marcada influencia del hábito de crecimiento de las
variedades de papa y la variabilidad existente entre macroclima
(caseta meteorológica) y microclima foliar, obteniéndose modelos
(ecuaciones de regresión múltiples) por hábito de crecimiento. Con la
aplicación del modelo de predicción propuesto (BMS Modificado), se
obtuvieron en cuatro campañas de papa (2000 a 2004), 6,28
tratamientos promedios de fungicidas por hectárea para un costo de $
106.50. Se obtuvo un nuevo modelo de predicción, el Sistema de
Pronóstico Modificado (BMS) para el tizón tardío del cultivo de la papa
en la provincia de Villa Clara, que además de predecir la infección
primaria, orienta por hábito de crecimiento el manejo fitosanitario de
las infecciones posteriores
Palabras clave: Pronóstico │ Tizón tardío │Papa
Introducción
La papa (Solanum tuberosum L.) nacionalmente y en la provincia de
Villa Clara es considerada uno de los principales cultivos de la época
invernal. Representando una parte importante en la dieta de la
población, invirtiéndose por el estado cubano grandes insumos en la
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actividad fitosanitaria con el objetivo de lograr elevados rendimientos
productivos. El cultivo de la papa es afectado por diferentes
enfermedades fúngicas, valorándose dentro de las de mayor afectación
el tizón tardío causado por Phytophthora infestans (Mont.) de Bary y el
tizón temprano por Alternaria solani Sor.
El tizón tardío es la enfermedad más importante en el cultivo de la
papa y se presenta en casi todas las regiones paperas, especialmente
en zonas de clima húmedo y frío, pudiendo destruir totalmente la
plantación en poco tiempo, razón por la cual se considera el problema
más serio para su producción a nivel mundial (Agrios, 1991).
Dada la necesidad de establecer métodos de predicción a corto plazo
del tizón tardío en Cuba, se iniciaron sistemas de pronóstico a partir
del año 1978, orientados por el Centro Nacional de Sanidad Vegetal,
pudiéndose citar el denominado “Naumova” (caseta meteorológica)
(Naumova, 1935), el cual señalaba la predicción de los primeros brotes
de la enfermedad, presentándose en su aplicación en condiciones
experimentales y de producción, imprecisiones e inexactitudes en las
señales de control emitidas.
Teniéndose en cuenta la íntima dependencia entre el registro climático
y la incidencia y desarrollo de P. infestans (Mayea y col., 1972), se
condujeron durante más de 30 años investigaciones, extensiones y
generalizaciones en la provincia de Villa Clara, basados en el estudio de
los principales parámetros meteorológicos que establecen los sistemas
de predicción en las zonas de plantación del cultivo de la papa. Se
evaluó y generalizó un nuevo modelo de pronóstico del tizón tardío en
la provincia, denominado “Blitecast”, (Krauser y col, 1973), el cuál se
modificó en base a la real coincidencia con laspredicciones emitidas.
Las técnicas computacionales en el procesamiento de los modelos de
predicción del tizón tardío son de incalculable valor dada la rapidez y
confiabilidad de la emisión de señales de tratamientos fitosanitarios a
empresas y cooperativas con plantaciones de papa (Saucedo, 1996).
En tal sentido nos trazamos los siguientes objetivos:
1. Estudiar la relaciones entre macroclima, microclima foliar y hábito
de crecimiento de variedades de papa, para la predicción de la
temperatura y la humedad relativa en el microclima foliar y su
integración al modelo de pronóstico.
2. Obtener y evaluar un modelo de pronóstico del tizón tardío en la
provincia de Villa Clara, que permita hacer predicciones más
precisas, relativo a los primeros síntomas de la enfermedad y su
desarrollo posterior.
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Materiales y Métodos
Efecto de la temperatura y humedad relativa en el microclima
foliar en diferentes variedades de papa.
Caracterización y evaluación del hábito de crecimiento en
variedades de papa.
Se realizaron los registros y estudios microclimáticos (temperatura y
humedad relativa) del cultivo de la papa en la provincia de Villa Clara,
durante 10 campañas (1972-1973, 1976- 1977, 1983-1984, 19841985, 1985-1986, 1986-1987, 1987-1988, 1988-1989, 1998-1999 y
1999-2000), en las áreas de producción ubicadas en las empresas de
Cultivos Varios “Valle del Yabú”, “Manacas” y “Remedios”, así como en
parcelas de investigación en las Estaciones Experimentales Agrícolas,
pertenecientes a la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas,
ubicadas en el propio centro de educación superior y en el municipio de
Remedios. El registro de la información climática obtenida en el
microclima foliar, se realizó mediante la instalación de un equipo auto
registrador semanal (higrotermógrafo), modelo Fisher KG Drebach
ERZ, de fabricación alemana, con un rango de medición de 0 a 100 %
humedad relativa y -15º a +65 ºC de temperatura, el cual se ubicó
dentro del área foliar del cultivo de la papa, calibrándose según las
normas establecidas para una mayor precisión y exactitud en los
registros realizados.
Se caracterizaron el registro microclimático en las variedades de papa
Red Pontiac (Canadá), Cardinal (Europa), Chieftain (Canadá), Desirée
(Europa), Spunta (Europa), Atlantic (Canadá), Desirée Nacional,
Diamant, (Europa) y Romano (Europa).
Dada la necesidad de interpretar las características de los hábitos de
crecimiento de las variedades de papa estudiadas, dada la vital
importancia que representa en la definición de los valores de los
parámetros climáticos (temperatura y humedad relativa) en dicho
estrato del microclima foliar, asociado al índice de cobertura foliar, así
como su innegable relación en la incidencia y desarrollo del tizón
tardío, se desarrolló y valoró un método descrito por el Centro
Internacional de la Papa (CIP), Lima, Perú, durante 6 campañas de
papa (1984- 1985, 1985-1986, 1986-1987, 1988-1989, 1989-1990 y
1999-2000), en las Empresas de Cultivos Varios “Valle del Yabú”,
“Manacas”, “Remedios” y las Estaciones Experimentales Agrícola de la
UCLV, siendo caracterizadas las variedades de papa Red Pontiac,
Cardinal, Desirée Importada, Desirée Nacional, Spunta, Atlantic y
Chieftain, a partir del montaje y conducción de parcelas
experimentales evaluándose estadísticamente. Se estudió el registro
microclimático (temperatura y humedad relativa) en cada hábito de
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crecimiento del cultivo, así como el desarrollo posterior de la
enfermedad.
Obtención de modelos para el pronóstico de la humedad
relativa y temperatura en el microclima asociado a las
plantaciones de papa a partir de los datos obtenidos de
reportes de estaciones meteorológicas.
Fueron elaborados complejos modelos estadísticos con vista a la
predicción de los registros microclimáticos a partir del registro del
macroclima (caseta meteorológica). En tal sentido se estudiaron
bihorariamente ambos estratos climáticos durante 8 campañas de papa
en las cuales incidió la enfermedad, (1972-1973, 1983-1984, 19841985, 1985-1986, 1986-1987, 1987-1988, 1994-1995 y 1999-2000).
Los modelos matemáticos aplicados se basaron esencialmente en las
teorías de Series Cronológicas de alto rigor estadístico y computacional
que son capaces de reproducir con fiabilidad y predecir a corto y
mediano plazo el comportamiento de dichas variables en el microclima
foliar, a partir de los datos registrados es las estaciones
meteorológicas.
Los resultados de los pronostico para cada modelo fueron
representados mediante graficas y descritos sus estadígrafos juntos
con las observaciones reales. Se establecieron las diferencias entre
valores del macroclima y el microclima para la humedad relativa y la
temperatura para cada horario de medición, calculándose sus
estadígrafos.
Para los procesamientos se emplearon los paquetes estadísticos SPSS
y STATGRAPHICS ver. 5 de 2000.
Desarrollo
Modificado
Ambiental.
y Generalización
(BMS).
Eficacia
del Sistema de Pronóstico
Técnico-económica.
Impacto
Durante 20 campañas de papa se evaluó en la provincia de Villa Clara
el Sistema de Pronóstico Modificado, (BMS), a partir de los iniciales
estudios desarrollados Krause y col., (1975) en la Universidad de
Pennsylvania, EE.UU., basándose en las investigaciones conducidas por
Hyre, (1959) y Wallin, (1962), generalizadas en diferentes
instituciones científicas de dicho país con satisfactorios resultados en la
región norte y centro de los Estados Unidos, norte de Dakota,
Wisconsin, Iowa y Minnesota durante más de 25 años.
El sistema fue modificado y ajustado a las reales condiciones climáticas
de nuestra provincia, en base a las investigaciones, extensiones y
generalizaciones desarrolladas, pudiéndose citar en lo concerniente a la
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predicción inicial (infección primaria), el ajuste del registro acumulado
de precipitación, números de días críticos (gráfico móvil) consecutivos
(Fase I) favorables a la predicción, valor total de la severidad
acumulada (Fase II) favorables a la predicción, etc., relacionado con
las predicciones de las infecciones posteriores de la enfermedad, se
añadieron al sistema de pronóstico, nuevos resultados investigativos y
de la esfera productiva, tales como, la aplicación de rangos de valores
temperatura y humedad relativa registrados en el microclima foliar en
base al hábito de crecimiento del cultivo, la aplicación de ecuaciones de
regresión múltiples destinadas a la determinación de variables
climáticas en el microclima, así como la orientación de la señal o no de
aplicación de control químico atendiendo al hábito de crecimiento del
cultivo de la papa con la debida información de los plazos de las
medidas profilácticas o terapéuticas a realizar mediante las señales
emitidas, aplicando técnicas computacionales, etc.
Se calculó el efecto económico, basado en la comparación del modelo
de predicción propuesto, (BMS Modificado) sobre el método de
pronóstico Naumova Modificado orientado nacionalmente. Se valoró el
número de tratamientos fitosanitarios realizados en el control de la
enfermedad en la provincia en diferentes campañas del cultivo de la
papa por ambos sistemas y el costo por hectárea de los productos
químicos aplicados.
El impacto ambiental del modelo propuesto se realizó a nivel provincial
mediante la evaluación del efecto tóxico de los fungicidas aplicados,
medidos en kilogramos de sustancia activa por hectárea.
Resultados y Discusión
Efecto de la temperatura y humedad relativa en el microclima
foliar en diferentes variedades de papa.
Caracterización del hábito de crecimiento en variedades de
papa.
Los hábitos de crecimiento según el índice de cobertura foliar
determinados en diferentes variedades de papa, tales como; Red
Pontiac (Canadá), Cardinal (Europa), Chieftain (Canadá), Desirée
(Europa), Spunta (Europa), Atlantic (Canadá), Desirée Nacional,
Diamant (Europa) y Romano (Europa).
Se valoró en la empresa de Cultivos Varios “Remedios” (Dolores,
Manajuinia No.1) los registros del macro y microclima foliar
(temperatura y humedad relativa) en la variedad Desirée importada
(hábito de crecimiento rastrero) y su relación con la incidencia del tizón
tardío el 6 de febrero y la infección secundaria el día 13 del propio
mes, se destaca entre ambas fechas que la humedad relativa se
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presentó con 5 períodos nocturnos de 12, 10, 12, 12 y 12 horas ≥ 90
%, es decir, un total de severidad de 5 y la temperatura osciló entre
14,1 y 27,2 ºC. Estos resultados concuerdan con los obtenidos por
Smith, (1956), (reglas Smith), en Inglaterra, quien señaló que dos días
consecutivos al menos con 11 horas de humedad relativa del 90% o
más, favorecen el desarrollo de P. infestans en la papa. Estos
resultados concuerdan con los obtenidos por Bourke, (1953) y Keane,
(1995), quienes argumentan que las esporas de P. infestans, germinan
e infectan las nuevas hojas de papa con un período de humedad en el
microclima de por lo menos 12 horas a una temperatura superiores a
10 ºC y humedad relativa de por lo menos 90 %, incrementándose la
infección con la ocurrencia de una precipitación en el intervalo de 7 a
15 horas después de comenzar dicho período.
La incidencia de los primeros síntomas del tizón tardío en la variedad
Chieftain, el 2 de febrero de 1995 y la infección secundaria registrada
el 6 de febrero 1995 en la empresa de Cultivos Varios “Caibarién”,
(Dolores, Torre No. 2), y su relación con los registros de temperatura y
humedad relativa del microclima, con el registro de 5 períodos; 14, 14,
12, 14 y 10 horas de humedad relativa con valores ≥ 90 %, se
observan en los mismos un total de 8 valores de severidad, la
temperatura osciló entre 10,1 a 20,0 ºC. Puede apreciarse además en
las figuras que la variedad Chieftain de hábito de crecimiento erecto, la
mayor oscilación bihoraria en relación con el macroclima, respecto a
los otros hábitos estudiados.
Cuando se analiza la influencia del hábito de crecimiento en la
aparición y desarrollo del tizón en 6 campañas, se puede apreciar que
en las variedades; Red Pontiac, Chieftain y Larouge con crecimiento
erecto la cobertura foliar es máxima a los 35-56 días de plantación,
momento cuando el tizón presenta mayor incidencia o severidad.
Según Gómez (1999), históricamente en Cuba entre los 30 y 50 días
de plantada la papa, se reporta la mayor cantidad de afectaciones por
la enfermedad.
El hábito de crecimiento arrosetado, característico de la variedad
Cardinal, la incidencia de los primeros síntomas del tizón tardío el 19
de febrero de 1995 y la infección secundaria el 25 de febrero de 1995
en la empresa de Cultivos Varios “Cascajal” y su relación con la
temperatura y humedad relativa del macro y microclima se destaca
con el registro de 4 períodos de 12, 10, 8 y 10 horas de humedad
relativa en el microclima ≥ 90 %, para un total de 4 valores de
severidad, oscilando la temperatura entre 10,2 y 24,0 ºC. Se
determinaron variaciones en los registros bihorarios (temperatura y
humedad relativa) en relación al macroclima.
Relacionado con las variedades de tipo rastrero ó decumbente (tallos
que se arrastran y crecen horizontalmente sobre el suelo), tales como,
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Desirée, Desirée nacional, Spunta, Santana, Romano, Inova y Armada,
se alcanzan los valores máximos de cobertura foliar entre 42 y 50 días
de plantación (máximo 0,80). El hábito de crecimiento arrosetado,
característico de la disposición de las hojas cerca de la base del tallo,
tallos cortos y cerca del suelo, se categoriza dentro de las variedades
de papa de origen templado resistente a heladas (CIP,1996). Dentro
de ellas podemos citar; Cardinal, Aida, Ajiba, Arnova y Diamant, con
valores máximos de 0,82 de índice de cobertura foliar de 40 a 50 días.
Los resultados nos permiten demostrar las marcadas diferencias
existentes entre los valores de índices de cobertura foliar atendiendo a
la influencia del hábito de crecimiento de las variedades sobre la
temperatura y humedad relativa a nivel del microclima foliar siendo de
vital importancia para mejorar la precisión de nuevos modelos de
pronóstico del tizón tardío.
Obtención de modelos para el pronóstico de la humedad
relativa y temperatura en el microclima asociado a las
plantaciones de papa a partir de los datos obtenidos de
reportes de estaciones meteorológicas.
Siguiendo en parte procedimientos parecidos a los descritos por Grau,
2003, con las mediciones de la humedad relativa y temperatura en el
microclima en otras campañas y localidades donde se sembraron
variedades con diferentes hábitos de crecimiento y se determinaron los
modelos y ecuaciones que describen el comportamiento de estas
variables. Un objetivo importante en este capitulo fue determinar
modelos que permitieran el pronóstico de variables del microclima a
corto y mediano plazos. Después de varios ensayos e intentos, y
aprovechando las bondades del STATGRAPHICS
• Campaña de papa 1985-1986. Estación Experimental Agrícola,
Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. UCLV. Variedad Red
Pontiac. Hábito de crecimiento erecto.
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Modelo: (1- AR1*B)(1-SAR1*B**12) HRmi(t) = (1-SMA1*B**12) e(t)
De donde se obtiene la ecuación para el pronóstico de humedad
relativa. HRmi (t)
HRmi(t) = AR1(HRmi(t-1)) + SAR1(HRmi(t-12))- SAR1(HRmi(t-12)
(AR1(HRmi(t-1) - SMA1e (t-12) + e (t)
donde e (t) es el término aleatorio (ruido blanco) con media 0 y
varianza 56,16
Desarrollo y Generalización del Sistema
Modificado (BMS). Eficacia Técnico Económico.
Modelo predictivo de la enfermedad para
infección primaria e infecciones secundarias.
de
Pronóstico
determinar
la
El sistema BMS fue modificado y ajustado a las reales condiciones
climáticas de nuestra provincia, entre otros aspectos, en lo referente a
la predicción inicial (infección primaria), valores de los registros de
precipitación, temperatura y humedad relativa en el microclima foliar,
así como en las orientaciones para el control posterior en las
infecciones secundarias, mediante la emisión de diferentes mensajes o
señales a las empresas y cooperativas, referentes a los plazos de las
medidas profilácticas o terapéuticas a realizar.
En el conjunto de estudios realizados seleccionamos 3 campañas de
papa y 3 localidades de nuestra provincia, con el objetivo de que nos
permita dar una visión sobre la aplicación del Sistema de pronóstico en
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condiciones de producción y las características del mismo que
anteriormente han sido señaladas.
En la Empresa de Cultivos Varios "Valle del Yabú" en la campaña 19851986, en un área de 8 ha. La predicción inicial de la enfermedad se
emite con el registro de 18 valores de severidad contabilizados a partir
del 3 de febrero al 5 de marzo de 1986, emitiéndose la señal de control
químico en el período comprendido del 6 al 19 de marzo de 1986. La
incidencia de la enfermedad (infección primaria) se observó en surcos
testigos el día 13 de marzo de 1986, en correspondencia con la
predicción emitida, este resultado concuerda con los estudios
realizados por Wallin, (1962) y colaboradores en las regiones del norte
y centro de los Estados Unidos, en el norte de Dakota, Wisconsin, Iowa
y Minnesota durante más de 10 años, que pronostican efectivamente
todas las incidencias del tizón tardío, así mismo Mac Kenzie., (1981),
destaca la efectividad del pronóstico en tres campañas de papa en
granjas en Pennsylvania y la importancia de monitorear el acumulado
de las severidades y la predicción de la enfermedad en todas las áreas
cultivadas de papa en los Estados Unidos.
Es necesario señalar que el pronóstico inicial de la enfermedad basado
en el acumulado de las severidades se corresponde en nuestra
provincia con la incidencia de la enfermedad, destacándose las
campañas 1972-1973; 1976-1977; 1982-1983 y 1989-1990. Las
temperaturas máximas y mínimas registradas en los períodos de HR
superiores a 90 % estuvieron en todos los casos en el rango de valores
promedios entre 15,5o - 26,6oC.
El cumplimiento del Sistema de pronóstico en la semana
correspondiente del 20 al 26 de marzo de 1986 se valoró con una
severidad acumulada de 5 y se registraron días favorables de lluvia,
estos resultados concuerdan con Ortiz y col., (2004), quien argumenta
que los factores climáticos guardan relación con la curva de progreso
de la enfermedad alcanzando su fase exponencial, cuando se registran
los valores más alto de lluvia (69,86 mm). En el anterior período
analizado la humedad relativa se mantiene por encima de 75 %, valor
mínimo considerado para la producción de esporangios. emitiéndose la
señal 2, es decir, aspersión cada 7 días, registrándose un nuevo brote
de la enfermedad el 29-3-86 Es necesario señalar que no se justificó,
la aplicación del sistema de pronóstico en semanas posteriores por la
avanzada edad del cultivo.
Es necesario señalar el comportamiento de las temperaturas medias
(promedio 20,2 ºC) del 25 de febrero de 1986 al 11 de marzo de 1986,
con bajas oscilaciones térmicas diarias (máximas y mínimas), pues
constituye un elemento importante para la predicción inicial de la
enfermedad, lo que unido a la acumulación de 18 valores de severidad,
determinó el pronóstico preciso de la enfermedad, Shkinch (1969),
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señala en el pronóstico a corto plazo del tizón tardío la necesidad de
que el registro de la temperatura máxima sea menor de 25ºC, lo cual
es corroborado por diferentes autores a nivel mundial.
En las campañas 2000 a 2004, en la cual se aplicó el modelo propuesto
se realizaron 6,28 tratamientos promedios por ha., resultando el costo
por hectárea a $ 106,50, es decir, se destaca la menor contaminación
del medio ambiente por el ahorro o uso racional de los medios
químicos y menos costo por hectárea como resultado del modelo de
predicción desarrollado.
El impacto ambiental basado en medir los kilogramos de fungicidas
(ingredientes activos por hectárea), se detalla a continuación:
La satisfactoria valoración económica que aportó el Sistema de
Pronóstico BMS Modificado, está íntimamente relacionado a la menor
contaminación del medio ambiente y el uso racional de los medios
fitosanitarios en el control de la enfermedad y en consecuencia se logró
una baja residualidad de plaguicidas en los tubérculos a consumir,
menor exposición de las personas encargadas de los tratamientos
químicos y una mayor protección el medio ambiente en sentido
general.
Conclusiones
Se determinó la marcada influencia del hábito de crecimiento de las
variedades de papa y la variabilidad existente entre macroclima
(caseta meteorológica) y microclima foliar, obteniéndose modelos
(ecuaciones de regresión múltiples) por hábito de crecimiento.
• Rastrero (severidad 5, temperatura 14.1 – 27.2 ºC)
• Erecto (severidad 8, temperatura 10.1 – 20.0 ºC)
• Arrrosetada (severidad 4, temperatura 10.2 – 24.0 ºC)
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Con la aplicación del modelo de predicción propuesto (BMS
Modificado), se obtuvieron en cuatro campañas de papa (2000 a
2004), 6,28 tratamientos promedios de fungicidas por hectárea para
un costo de $ 106.50.
Se obtuvo un nuevo modelo de predicción, el Sistema de Pronóstico
Modificado (BMS) para el tizón tardío del cultivo de la papa en la
provincia de Villa Clara, que además de predecir la infección primaria,
orienta por hábito de crecimiento el manejo fitosanitario de las
infecciones posteriores
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Trabajo presentado en el IV Taller de la “Sociedad Cubana de Medicina Veterinaria para casos de
Desastres” Filial de Villa Clara dentro de la IV Conferencia Internacional Sobre Desarrollo Agropecuario
Sostenible, AGROCENTRO 2009, 22-24 Abril / Referencia 0310B_DS31_REDVET / Publicado el 15 de Marzo
de 2010.
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