Herbicidas biológicos: una buena idea

Para el manejo de cultivos y pasturas, la producción agropecuaria demanda constantemente, y con interés creciente, más formas naturales. Hoy disponemos, y se usan, algunos productos biológicos para mejorar la nutrición y el crecimiento de las plantas y para reducir la incidencia de plagas, enfermedades y malezas. Estos productos se aplican en el marco de prácticas de control biológico, que en terminos generales se describen como: la introduccion de organismos específicos en un ecosistema para combatir una o mas especies no deseadas.

Todos los productos biológicos se originan desde el análisis de procesos que ocurren en la naturaleza y que hacen al funcionamiento natural de los ecosistemas. Contienen organismos o compuestos orgánicos con acción específica sobre las plantas, o derivada a través de la actividad de otros organismos. En el caso del manejo de malezas, los enemigos naturales de las plantas que suelen emplearse como agentes de control biológico consumen la biomasa de las plantas o las enferman. Entre los primeros predominan insectos y en menor medida ácaros y nemátodos. Entre los segundos, mayoritariamente hongos y en menor magnitud bacterias y virus.

En el desarrollo de herbicidas los compuestos naturales han sido menos utilizados. Esto es, en parte, porque la magnitud y la consistencia de los resultados de aplicar agentes biológicos para el control de plantas, en condiciones extensivas de manejo, son menos frecuentes que los alcanzados al usar biopesticidas para controlar algunos insectos y patógenos. Además, maleza es una planta que crece en el lugar donde no se desea y que en algunos casos pueden ser consideradas como tales, pero en otros casos incluso puede poseer atributos beneficiosos. Es por esta razón que antes de introducir agentes vivos de control se requieren exhaustivos análisis no solo de su efectividad de control, sino de su persistencia y diseminación.

En el control biológico de malezas se emplean mayormente dos tipos de estrategias. Una es conocida como control biológico clásico. Es la liberacion de un predator o de organismos fitopatógenos antes de su momento de acción tal que persista en el medio, crezca y se disemine, aportando a reducir la población de la planta plaga a controlar. Los sitios son inoculados con pocos individuos y el control dependerá de la capacidad del agente biológico para crecer y alcanzar niveles críticos de población. Estas poblaciones, luego de establecidas, normalmente son sostenibles por sí mismas y se dispersan para llegar a nuevos sitios infestados con la maleza a controlar, alcanzando al equilibrio en el largo plazo. El control biológico clásico es de acción lenta hasta lograr una protección suficiente del cultivo y su aplicación no se ajusta para el uso en la mayoría de los cultivos anuales.  En general, el organismo seleccionado para este tipo de control proviene del mismo centro de origen de la maleza invasora, por lo que es importante contemplar riesgos ecológicos de su introducción en un hábitat donde nunca existió. Como parte de esta estrategia de control, es indispensable el monitoreo de la dinámica de las poblaciones luego de introducido el agente de control. Es un tipo de control que requiere de tiempo y paciencia. Recién luego de varios años de la introducción de insectos fitófagos se han documentado resultados exitosos en la reducción de la presencia de plantas invasoras perennes, en ambientes poco intervenidos y en sitios de difícil acceso o ambientes acuáticos.

La segunda estrategia contempla el control de malezas con la aplicación de bioherbicidas. Estos productos son una clase de sustancias naturales que, para el control de malezas, utilizan toxinas biológicas o microrganismos patógenos en concentraciones superiores a las que se encuentran en la naturaleza.

Entre los agentes de control de plantas más estudiados, algunos contienen cepas de hongos fitopatógenos vivos (Colletotrichum spp., Phoma spp., Fusarium spp., Alternaria spp., Cercospora spp., Puccinia spp., Entyloma spp., Ascochyta spp. y Sclerotinia spp.) o cepas de bacterias rizosféricas (Pseudomonas spp., Streptomyces spp., Enterobacter spp., Flavobacterium spp., Citrobacter spp., Achromobacter spp., Alcaligenes spp., Xanthomonas spp, y Erwinia spp.). Además, se han identificado algunos virus potencialmente efectivos para controlar plantas. Entre los compuestos fitotóxicos provenientes del metabolismo microbiano se encuentran, entre otros, péptidos, terpenos y resinas fenólicas.

Para responder a necesidades de manejo en agricultura y en pasturas implantadas, el uso potencial de los bioherbicidas es más relevante que el del control biologico clásico. Tal como los herbicidas convencionales, los bioherbicidas se presentan en formulaciones liquidas o en granulos sólidos para su aplicación en cobertura total o dirigida, para actuar directamente sobre las semillas o las plántulas de las malezas a controlar. El uso de formulaciones con fitotoxinas de origen microbiano, sin preparados con microbios vivos, evitan algunas de las complicaciones de uso y la inconsistencia de resultados que se observan al usar preparados con microbios vivos. Aun así, en comparación con herbicidas convencionales, la efectividad del control con bioherbicidas es más sensible a cambios microambientales.

En el desarrollo de estos productos de control es un desafío significativo alcanzar, en condiciones reales de producción, los resultados que se observan en ambientes controlados. La formulación, la dosis y forma de uso son factores tan importantes como el agente biológico de control y también requieren de su evaluación en condiciones reales de manejo. En forma similar a las evaluaciones de genotipos, para conocer la factibilidad de su introducción en escalas extensivas, las formulaciones comerciales con agentes de biocontrol necesitan ser estudiadas en varias localidades. La producción, en escala industrial, de cantidades comercialmente relevantes del inoculo o del compuesto a utilizar como bioherbicida es otro de los grandes desafíos a superar a fin de lograr formulaciones equivalentes a las desarrolladas en escalas experimentales. Algunos microorganismos pueden cultivarse satisfactoria en medios artificiales. Sin embargo, para lograr abundante producción de metabolitos secundarios en cantidad suficiente para la formulación de productos efectivos se requieren condiciones particulares, y en muchos casos de compleja implementación, que incrementan sus costos de producción.

A pesar de algunos resultados promisorios, son pocos los bioherbicidas que han alcanzado sastisfactoriamente su uso en escala extensiva. La mayoría de este tipo productos registrados para su aplicación en cultivos, pasturas y otros sistemas está en América del Norte, pero hoy muy pocos perduran comercialmente.

La aplicación de bacterias, hongos y virus como agentes bioherbicidas en una buena idea. Su desarrollo es un meta que crece en atención porque, en comparación con herbicidas convencionales, reducirían el riesgo de efectos no deseados sobre el ambiente, generarían menos riesgos de desarrollar resistencias y tendrían menores costos de desarrollo (Tabla 1). Además, esta búsqueda de más productos naturales amplía la identificación de modos de acción para desarrollar nuevos herbicidas. Sin embargo, hay ciertos factores que hacen distante su aplicación en sistemas extensivos de producción. Entre ellos, se reconocen: limitaciones en la especificidad de las malezas a controlar, en la calidad y vida útil de formulaciones efectivas y la complejidad en requerimientos microambientales para su acción efectiva.

Tabla 1: Ventajas y desventajas de bioherbicidas contiendo microorganismos vivos. Adaptado de Duke y col. 2022. Adv.Weed Sci. 40(Spec1)e020210054. 

DESVENTAJAS

➜ Estrecho rango de huéspedes.

➜ Productos con vida útil corta.

➜ Condiciones especiales de almacenamiento.

➜ Formulaciones y tecnologías de aplicación especiales.

➜ Requerimientos microambientales para infectividad efectiva.

➜ Cuestiones ligadas al control de calidad.

➜ Alto costos de producción.

➜ Generalmente menor efectividad que herbicidas químicos.

➜ Efectos más lentos que con herbicidas químicos.

* Acerca de Martín Díaz-Zorita: es Ingeniero Agrónomo (UNLPam, 1991), Magíster en Ciencias Agrícolas (UNS, 1992) y PhD en Ciencias del Suelo (University of Kentucky, 2001). Se ha especializado en el desarrollo de sistemas agropecuarios sustentables y en el diseño de estrategias de manejo eficiente de nutrientes. Es Profesor adjunto en Cereales y Oleaginosas en la Facultad de Agronomía de la Universidad Nacional de La Pampa, socio gerente de DZD Agro para el planeamiento de estrategias de producción y de desarrollo de productos y de soluciones agropecuarias. También es coordinador del comité técnico de Fertilizar Asociación Civil.

Díaz-Zorita fue investigador especialista en manejo y conservación de suelos en el INTA, el CONICET y responsable regional para el desarrollo de tecnologías de origen biológico en Nitragin entre otras empresas.

Producto de sus investigaciones ha editado 8 libros, más de 55 artículos científicos, 60 capítulos de libros y 750 escritos de extensión. Recibió diversas distinciones profesionales tales como “Testimonio Rural” del Clarin a la trayectoria en investigación (2014), “Estímulo a Jóvenes Científicos” de la Fundación Bunge y Born (2002), el reconocimiento de Asociación Americana de Ciencia del Suelo (2000) y de la Organización Internacional de Labranzas (2000 y 2003).