Fundamentos de la Absorción, Formulación y Resistencia a Herbicidas en Plantas


Conceptos Fundamentales y Terminología

Translocación:
Es el movimiento de compuestos orgánicos desde las partes fotosintéticas de las plantas.
Formulación de Herbicida:
Consiste en preparar el herbicida en su ingrediente activo en la concentración adecuada, adicionando sustancias coadyuvantes. Es la etapa final de la industrialización.
Picos de Pulverización (Boquillas):
Es todo el conjunto de sus estructuras de fijación en la barra (cuerpo, capa, punta, filtro).
Ingrediente Activo:
A veces es comercializado en formulaciones diferentes en varias regiones del mundo. Es necesario elaborar una formulación que pueda ser usada en diversos países.
Adyuvantes:
Es cualquier sustancia o compuesto sin propiedad fitosanitaria, excepto agua, que es agregado en la preparación de defensivos para facilitar la aplicación, aumentar la eficiencia o disminuir los riesgos.

Factores que Influyen en la Elección de Formulaciones

La elección de las formulaciones a ser usadas se basa en los siguientes factores:

  • Características físicas y biológicas de la planta nociva.
  • Peligro de deriva y lixiviación.
  • Posible injuria en el cultivo.
  • Costo y necesidad de almacenaje.

Factores Ambientales y Vías de Penetración

Factores ambientales de los cuales depende la absorción del herbicida: temperatura, luz, humedad del aire y humedad del suelo.

Vías de penetración del herbicida: hojas, raíces, semillas y tallos. Radícula y cutícula.

Tipos de Adyuvantes y Formulaciones

Tipos de adyuvantes: emulsificantes, dispersantes, espesantes, solventes, humectantes y colorantes.

Tipos de formulaciones: polvos mojables, polvo soluble, granulados, pastillas, suspensión concentrada, soluciones, etc.

Movimiento de Compuestos en la Planta

Movimiento Simplástico:
Movimiento a través de células de moléculas o iones hasta alcanzar las células compañeras (células vivas).
Movimiento Apoplástico:
Movimiento entre los espacios intercelulares (conjunto de células muertas). Movimiento ascendente y descendente.

Ventajas del Control de Malezas con Herbicidas

  • Aumenta la seguridad del cultivo.
  • Reducción del costo.
  • Control por un periodo mayor.
  • Mejores resultados en campo con variados tipos de suelos.
  • Reducción de residuos en el cultivo y en el suelo.

Absorción y Translocación de Herbicidas

Capítulo IV: Factores que Influyen en la Absorción

La absorción de herbicidas es influenciada por la disponibilidad de producto y factores ambientales (temperatura, luz, humedad).

Existen dos tipos de superficie foliar: una fácilmente mojable (rica en alcohol) y otra de mojado más difícil (rica en alcanos).

La capa cuticular funciona como una barrera a la entrada de pesticidas y microorganismos en la planta. El proceso de absorción de un herbicida es complicado debido al espesor, composición química y permeabilidad de la cutícula; estos factores pueden influenciar en la absorción.

El pasaje de una molécula de herbicida a través de la capa cuticular es influenciado por una serie de factores: pH, factores ambientales, tamaño de partículas, concentración del herbicida, espesor, cerosidad y pilosidad de la hoja.

Alta temperatura y luminosidad o baja humedad relativa del aire y humedad del suelo promueven la formación de cutículas más impermeables.

La elevación de la humedad relativa aumenta el tiempo de evaporación de la gota pulverizada, aumenta la hidratación de la cutícula, favorece la apertura de estomas y puede aumentar el transporte de solutos en la planta.

La alta temperatura puede mejorar la absorción del herbicida, aunque también puede presentar factores negativos (provoca cristalización de la gota pulverizada).

Penetración Específica

Penetración por el Tallo

La absorción puede ocurrir en plantas jóvenes (durante la emergencia) y en las adultas. Son preparados en formulaciones lipofílicas y se aplican en altas concentraciones.

Penetración por Raíces

La ruta más importante de entrada es el pasaje del herbicida con el agua a través de los pelos radiculares en las extremidades de las raíces. El sistema radicular de las plantas superiores presenta una superficie de absorción extremadamente grande, con alta permeabilidad al agua y al soluto (sales). En las raíces jóvenes, la zona de absorción está entre 5 a 50 mm de su extremidad.

Factores que Influencian la Absorción a Través de las Raíces

Se caracteriza por una fase inicial de elevada tasa de penetración durante los 30 minutos hasta 2 horas, seguida por una fase más lenta.

Alta temperatura e irrigación, baja humedad relativa del aire, alta temperatura del suelo y alto potencial de agua en el suelo son condiciones que favorecen la transpiración y, por ende, la absorción de herbicidas polares.

Sistemas de Transporte Interno

Sistema Simplástico

Es la masa total de células vivas de una planta, formando un conjunto continuo a través de las intercomunicaciones del citoplasma, denominado plasmodesmos. Iones y moléculas pueden moverse de célula a célula a través de estas estructuras, hasta llegar a las células compañeras, donde son transportados para el floema.

Sistema Apoplástico

Formado por el conjunto de células muertas, incluyendo paredes celulares, los espacios intercelulares y el xilema, por los cuales pueden moverse el agua y solutos en la planta.

Formulación de Herbicidas y Vehículos de Aplicación

Definición y Calidad de la Formulación

Formulación: Consiste en preparar su ingrediente activo en la concentración adecuada, adicionando coadyuvantes, considerando que el producto final debe ser usado en determinadas condiciones.

Una formulación de un herbicida puede ser considerada de buena calidad si fuera letal a la planta nociva o, en mínimo, dañina a ella, y no afecta los microorganismos benéficos al cultivo.

Vehículo de Aplicación (Agua)

El vehículo más importante para diluir formulaciones de productos fitosanitarios a ser aplicados por pulverización o inmersión es el agua, que debe ser de buena calidad. El agua presenta sales en disolución (Ca y Mg) causadores de su dureza. El pH del agua puede influir en la estabilidad del herbicida.

Limitaciones del agua como vehículo: alta tensión superficial y alta tensión de vapor, disminuyendo el volumen de la gota pulverizada.

Tipos de Formulaciones

Formulaciones Sólidas

  • Polvos Mojables (PM): Definida como formulación sólida de polvo, para la aplicación en forma de suspensión, después de la dispersión en el agua. Durante la aplicación se necesita agitación continua.
  • Polvo Soluble (PS): En esta, el ingrediente activo es totalmente soluble en agua.
  • Granulados Dispersables en Agua (GRDA): Formulación sólida constituida por gránulos.
  • Granulados (GR): Son constituidos de vehículos minerales, el principio activo varía de 2 a 20%.
  • Pellets o Pastillas: Muy parecidos a los granulados, difiriendo en partículas de mayor tamaño.

Formulaciones Líquidas

  • Soluciones (S): Es homogénea, compuesta de soluto que es el ingrediente activo.
  • Concentrado Emulsionable (CE): Formulación líquida homogénea. Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables que consisten en dos líquidos inmiscibles, siendo uno de ellos disperso como glóbulos de pequeño tamaño dentro del otro.
  • Suspensión Concentrada (SC) o (Flowable): Una suspensión estable de ingrediente activo en un vehículo líquido que puede contener otros ingredientes activos. El principio activo de estos son sólidos (macropartículas).
  • Emulsiones Concentradas: Esta formulación es una emulsión de ingredientes activos de bajo punto de fusión o líquidos.
  • Suspo-emulsión: Formulación fluida y heterogénea, puede compatibilizar dos tipos de formulaciones diferentes.
  • Micro-emulsión: Contiene fases oleosas.

Interacciones y Efectos

Incompatibilidad: La mezcla de dos herbicidas como polvo mojable y concentrado emulsionante, tiene tendencia a presentar incompatibilidad física.

Interacción entre herbicidas: Se describe como la acción conjunta de los herbicidas en la planta. Es la relación de la efectividad de un material con el otro.

Efectos en la Planta

  • Efectos Sinérgicos: Cuando el efecto de los herbicidas aplicados juntos es mayor que la suma de los efectos separados.
  • Efectos Aditivos: Cuando el efecto es igual a la suma de sus efectos cuando son aplicados separados.
  • Efectos Antagónicos: Cuando el efecto es menor que la suma de sus efectos aplicados.

Capítulo V: Herbicidas y Resistencia de Plantas

Presión de Selección y Resistencia

El uso repetido de un herbicida ejerce una presión de selección que lleva al aumento del número de individuos resistentes en la población.

Mecanismos de Resistencia

Los biotipos resistentes pueden ocurrir en una población de plantas nocivas como resultado de mutaciones que provocan alteración en el local de acción del herbicida.

  • Alteración del Local de Acción: Significa que la molécula de herbicida disminuye su capacidad de inhibir ese punto, debido a una alteración en la estructura de este local.
  • Metabolización: La planta resistente posee la capacidad de descomponer, más rápidamente que una planta sensible, la molécula herbicida, volviéndola no tóxica.
  • Compartimentación: La molécula es conjugada con metabolitos de la planta que la vuelven inactiva en la vacuola.

Definiciones Relacionadas

  • Sensibilidad: Una planta es sensible a un herbicida cuando su crecimiento y desarrollo son alterados por la acción del producto, ocasionando la muerte de la misma.
  • Tolerancia: Son plantas capaces de sobrevivir y reproducirse después del tratamiento con herbicida.
  • Resistencia: Es la capacidad adquirida por algunos biotipos de una población de plantas, de sobrevivir a determinados tratamientos de herbicidas, que normalmente controlan a los miembros de esa misma población. Puede ocurrir por selección natural o inducida.
  • Resistencia Cruzada: Ocurre cuando un cambio bioquímico, en el punto de acción de un herbicida, también confiere resistencia a otras moléculas de diferentes grupos químicos, que actúan en el mismo local de la planta.
  • Resistencia Múltiple: Son aquellos casos en que dos o más mecanismos confieren resistencia a diversos herbicidas de diferentes grupos químicos. Para controlar estas plantas es necesario mezclar herbicidas cuya actividad no se vea afectada por los mecanismos de resistencia.

Evolución de la Resistencia

El surgimiento de plantas nocivas resistentes a herbicidas es un ejemplo de evolución de plantas como consecuencia de cambios en el ambiente provocados por el hombre.

  • Variación: Morfológica, fisiológica y de comportamiento entre individuos dentro de cualquier población.
  • Hereditariedad: La descendencia se parece más a sus padres que a individuos no emparentados.
  • Selección: Algunas formas presentan mayor éxito en la sobrevivencia y reproducción que otras, en determinado ambiente.

Manejo de la Resistencia

Presión de Selección: El uso repetido de un mismo herbicida con el mismo mecanismo de acción, produce alta presión de selección y aumenta la posibilidad de selección de biotipos resistentes.

Cómo Evitar la Resistencia de Malezas

  • Usar herbicidas con diferentes mecanismos de acción.
  • Realizar rotación de mecanismo de acción.
  • Limitar aplicaciones de un mismo herbicida.
  • Rotación en la siembra de cultivos.
  • Usar semillas certificadas y acompañar los cambios en la flora.

Confirmación y Manejo de Resistencia

Cómo confirmar la resistencia: Lo más común es cosechar semillas de plantas sospechosas de resistencia y plantas sensibles, sembrarlas en macetas y tratarlas con dosis del herbicida en cuestión.

En caso de confirmar resistencia, se debe en primer lugar: erradicar las plantas remanentes, colocar en práctica el programa de manejo de la resistencia y evitar su diseminación.

Capítulo VI: Tecnología de Aplicación de Herbicidas

Un producto químico, para tener acción eficiente, necesita ser distribuido uniformemente sobre la superficie, con la menor pérdida posible.

Superficie biológica y eficiencia: El defensivo agrícola debe tener acción sobre determinado organismo que se desea controlar.

Métodos de Aplicación y Calibración

Aplicación Vía Líquida

El agua es el principal diluyente o vehículo de aplicación de defensivos.

Pasos de Calibración de una Pulverizadora

  • Verificar el funcionamiento de la máquina.
  • Verificar la velocidad ideal del trabajo.
  • Escoger el tipo de pico de pulverización (boquilla) correcta.
  • Ajustar la presión de trabajo de acuerdo con el pico seleccionado.

Deriva: Causas y Control

La deriva de pulverización es el término usado para aquellas gotas que no fueron depositadas en el área de aplicación.

Causas de deriva está relacionada a: tamaño de la gota, altura del pico de pulverización, velocidad de operación, velocidad del viento, volumen de aplicación, temperatura y humedad del aire.

Consecuencias de la deriva: daños en los cultivos sensibles que quedan en áreas adyacentes, contaminación del agua, riesgo a la salud de animales y personas.

Tipos de Pulverizadores y Boquillas

Tipos de pulverizadores: de energía hidráulica o de presión, de energía centrífuga, de energía neumática, térmica y eléctrica.

Los picos (boquillas) hidráulicos se dividen en: puntas de aplicación cónica y en banda.

Los picos cónicos se subdividen en: cono lleno y vacío.

Verdadero o Falso

A continuación, se presentan afirmaciones sobre la aplicación y acción de herbicidas:

  • La absorción depende de la membrana, cutícula y estomas de las hojas (V)
  • Los herbicidas solamente pueden ser aplicados por las hojas de las malezas (F)
  • Adyuvante es cualquier sustancia que ayuda a facilitar o aumentar la eficiencia del herbicida (V)
  • Adyuvantes espesantes disuelven el ingrediente activo (F)
  • El diluyente más importante es el agua (V)
  • Efecto sinérgico es cuando el efecto de los herbicidas aplicados juntos es mayor que la suma por separado (V)
  • La presión de selección es el uso repetido de un herbicida que lleva al aumento de la resistencia de malezas (V) (Nota: La afirmación original decía F, pero la definición dada en el texto es V)
  • Diagnóstico en campo después de una aplicación de herbicida: si aparecen plantas verdes se puede afirmar que son resistentes (V)
  • El buen funcionamiento de los equipos y la dosis de aplicación aseguran el éxito del control de malezas (V)
  • La deriva depende de las gotas, dirección y velocidad del viento, altura de aplicación, etc. (V)

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