Estrategias inteligentes para manejar malezas resistentes

Algunas novedades en materia de manejo para atacar el problema de malezas resistentes a herbicidas, y para el que no existe una única solución.

Las malezas resistentes a herbicidas se han convertido en un dolor de cabeza para la producción agrícola mundial y también de Argentina. El problema tuvo su origen cerca de la implementada y conocida revolución verde, cuando los herbicidas lograron un protagonismo entre los insumos de los sistemas agropecuarios.

Los primeros casos de resistencia se informaron en la década de 1970 y a principios de 1980 debido a las aplicaciones repetidas de atrazina y simazina en los cultivos de maíz. Los productores recurrieron a los herbicidas inhibidores de ALS y ACCasa en la década del 80 para controlar las malezas resistentes a las triazinas. Luego, en los 90, los cultivos genéticamente modificados resistentes a glifosato fueron los elegidos para controlar las malezas resistentes a inhibidores de ALS, ACCasa y triazinas.

La adopción extensiva de cultivos genéticamente modificados resistentes a herbicidas hizo que la industria química invirtiera menos en el desarrollo de nuevos principios activos y, menos aún, en nuevos modos de acción. La rápida eficacia combinada con la simplicidad de operación de estos sistemas y menores costos de control (comparado con otras alternativas) resultó en el uso excesivo de un pequeño número de herbicidas que favoreció al aumento del número de casos de malezas resistentes (Heap, 2014).

Según la base de datos de malezas resistentes a herbicidas disponible en www. weedscience.com (Heap, 2020), hoy existen 262 especies de malezas resistentes en el mundo. Éstas desarrollaron resistencia a 23 de los 26 sitios de acción de herbicidas conocidos y a 167 herbicidas o principios activos, siendo los grupos más problemáticos los inhibidores de ACCasa, ALS, EPSPS, PPO, el fotosistema II y las auxinas sintéticas. En estas cifras se incluyen malezas que pueden tener resistencia a uno o más herbicidas.

Se habla de “resistencia múltiple” cuando la resistencia a más de un herbicida está causada por más de un mecanismo. Mientras que si un solo mecanismo es responsable de dicho fenotipo, se trata de “resistencia cruzada” y frecuentemente involucra a herbicidas con el mismo modo de acción.

El primer caso de resistencia a herbicidas en Argentina se reportó en 1996 para la especie Amaranthus quitensis o yuyo colorado, en biotipos encontrados en el sur de las provincias de Santa Fe y Córdoba, que presentaban resistencia cruzada a los inhibidores de ALS (imazetapir y clorimurón-etil). En 2005 se registró un biotipo de Sorghum halepense resistente a glifosato en campos cultivados con soja en la provincia de Salta. Desde ese momento, agricultores, extensionistas y técnicos profesionales denuncian periódicamente innumerables casos de resistencia a herbicidas de distintos grupos en diversas malezas. Actualmente son 18 las especies de malezas que desarrollaron resistencia a herbicidas pertenecientes a, por lo menos, un modo de acción en Argentina (Heap, 2019).

¿Qué ocurre en las plantas de malezas que desarrollan estas resistencias? Los herbicidas son productos químicos que interrumpen, bloquean, inhiben o alteran un proceso metabólico en las células de las plantas, generando una situación de estrés que las conduce a la muerte. A nivel biológico, esta pregunta la responden los mecanismos de resistencia, que evitan esa acción nociva de las moléculas en las plantas.

De esta manera, se definen dos grupos de mecanismos de resistencia: los mecanismos que involucran el sitio de acción (conocidos como mecanismos target o TSR, por sus siglas en inglés) y los mecanismos que no involucran el sitio de acción (mecanismos no target, o NTSR). Los primeros se explican porque ocurre una modificación en una proteína que es el blanco de acción del herbicida (más de origen genético), tanto en la forma (mutación) como en la cantidad (número de copias del gen responsable). Los segundos están vinculados a otros procesos (más de origen fisiológi- co), como la limitación de la entrada (absorción) del herbicida en la planta, el movimiento (translocación), el secuestro en la vacuola o su metabolización (se degrada).

Estos conceptos son claves para desarrollar estrategias inteligentes de manejo de malezas y por eso es tan necesario concientizar a todos los actores de la cadena productiva sobre la importancia de comprender los procesos y de actuar en consecuencia con las herramientas disponibles.

Las encuestas de manejo de malezas son de suma importancia para el diagnóstico de situación. Además de ser útiles para comprender los niveles de adopción de prácticas de producción y su impacto en las poblaciones de malezas, brindan la oportunidad de identificar las necesidades educativas y de investigación de los productores y asesores de cultivos para así garantizar una mayor adopción de prácticas sostenibles.

Scursoni y col. (2019) desarrollaron recientemente encuestas de manejo de malezas en todas las regiones de producción de cultivos de Argentina, con el objetivo de identificar los principales problemas de las especies y evaluar el uso de prácticas químicas y no químicas de manejo de malezas. El estudio reveló que las malezas más importantes son las especies del género Conyza, Amaranthus, sorgo de alepo, Eleusine, Chloris, Echinochloa y Lolium.

Además se observó que más del 53 % de los productores usan únicamente opciones químicas para el control de malezas, siendo la práctica más frecuente (86 %) el barbecho químico (es decir, mantener libre de malezas con aplicación química). También se detectó que el 62 % de los encuestados usan tasas de herbicidas completos, el 46 % usan herbicidas en el momento adecuado, el 41 % utiliza múltiples modos de acción y el 32 % utiliza la rotación de los modos de acción de los herbicidas.

Las principales prácticas no químicas utilizadas fueron la rotación de cultivos (45 %), evitando la producción de semillas durante y después del ciclo de cultivo (31 y 25 %, respectivamente), el espacio estrecho entre hileras (19 %) y cultivares con mayor capacidad competitiva (18 %). Menos del 15 % de las personas encuestadas utilizaron una mayor densidad de cultivos o una fecha de siembra alterada. De esta manera, se observa una gran dependencia del control químico en los principales cultivos en Argentina, lo que exige mayores esfuerzos de extensión para enfatizar la importancia del manejo integrado de malezas (Scursoni y col., 2019).

Según los autores, el enfoque argentino para reducir el efecto de las malezas en los cultivos no se basa en objetivos a largo plazo, sino en decisiones empíricas a corto plazo, en las que se priorizan las ganancias rápidas en lugar del uso de los recursos a mayor plazo. El interés social, entienden, crece con respecto a las consecuencias de las prácticas agrícolas, como las aplicaciones de productos fitosanitarios cerca de áreas urbanas o cursos de agua y la contaminación resultante, y recomiendan considerar estas preocupaciones como prioridades. Por lo tanto, en el futuro inmediato, se deben priorizar la transferencia de conocimiento y la investigación que cuantifica las consecuencias negativas de las prácticas no sostenibles.

Perotti y col. (2020) proponen integrar prácticas convencionales con el conocimiento que hoy ofrecen otras disciplinas como la biología molecular y otras vinculadas con el desarrollo de nuevas tecnologías, con el objetivo de desarrollar una agricultura más sustentable. Entre las primeras, algunas fueron adoptadas parcialmente (como la rotación de cultivos, la rotación de herbicidas y las mezclas de modos de acción). En la rotación de cultivos, podrían incluirse el uso de abonos verdes y de cultivos de servicios. La selección de cultivos que ejerzan un efecto de competencia frente a las especies de malezas es otro aspecto a considerar en una agricultura más amigable con el ambiente y del que existen evidencias interesantes (hay especies de cultivos o variedades que son más competitivas que las malezas).

Los mismos conceptos que se discutieron anteriormente sobre los mecanismos de resistencia a herbicidas son también trascendentes para desarrollar cultivos resistentes a herbicidas. Nos referimos a una de las estrategias para el manejo de malezas a través de cultivos genéticamente modificados o mutagénicos, y también los que aparecerán en un plazo corto a mediano: los cultivos editados (una mutagénesis de precisión causada por tecnologías de ingeniería genética). Estos últimos, generan gran expectativa de adopción, aunque se deben superar algunos aspectos regulatorios claves en países como los de la Unión Europea (Perotti y col., 2020).

Otras tecnologías modernas y prometedoras incluyen a los bioherbicidas y los desarrollos en el campo de la agricultura inteligente. Los bioherbicidas son moléculas químicas pero no de síntesis, sino que son producidas por sistemas biológicos. Se trata de compuestos denominados aleloquímicos o alelopáticos que limitan el crecimiento de las plantas (entre ellas, malezas) y ofrecen alternativas de desarrollo y adopción. La mayoría de las alelopatinas son total o parcialmente solubles en agua, lo que las hace más fáciles de aplicar sin la necesidad de tensioactivos adicionales.

Además, sus estructuras químicas son más respetuosas con el medioambiente que las sintéticas, ya que su vida media es más corta. Sin embargo, esta propiedad ecológica puede acortar el período de actividad. Al respecto, la industria química desarrolló varias modificaciones sintéticas para obtener ingredientes activos análogos con mayor estabilidad, como el mesotrione y la sarmentina.

Además de los beneficios de usar compuestos naturales en la protección de cultivos, los bioherbicidas permitirían hacerle frente a la evolución de la resistencia a los herbicidas en las malezas, ya que la probabilidad de aparición de resistencia es menor a medida que se ven afectados múltiples objetivos. Sin embargo, esta acción multisitio en plantas hace que los efectos de los bioherbicidas no resultan específicos, ni selectivos, son altamente dependientes de la dosis y, en algunos casos, son fitotóxicos.

En consecuencia, es posible el uso de una alelopatina como bioherbicida potencial, pero más bien restringido a un cultivo particular con una composición de malezas definida. Esta no selectividad intrínseca y una vida media corta conducen a un rendimiento errático en condiciones de campo, lo que explica en gran medida el porqué todavía no hay bioherbicidas ampliamente adoptados (Perotti y col., 2020).

La robótica asociada a eficientes sistemas de procesamiento de imágenes son tecnologías en etapas de desarrollo que prometen revolucionar el campo del manejo de malezas. Esto supone la posibilidad de hacer un control localizado y automático de malezas. Los sistemas de procesamiento de imágenes identifican las malezas entre las plantas del cultivo y la robótica, a través de equipos terrestres o aéreos –drones-, realizan un tratamiento químico o una destrucción mecánica específicamente sobre la maleza.

En el caso del tratamiento químico, consiste en la deposición del herbicida (o bioherbicida) sólo sobre la maleza, lo que conduce a bajar drásticamente las dosis con la consecuente disminución de impacto sobre el medioambiente. Más aún, la nanotecnología suma sus capacidades de nano-encapsulación de moléculas posibilitando una liberación programada en el ambiente en bajas dosis y de manera controlada.

La importancia de la formulación de pesticidas ecológicos a nanoescala, como las alelopatinas, puede cumplir con los requisitos de biocompatibilidad y biodisponibilidad, permitiendo la inserción de diferentes estrategias en el manejo integrado de malezas y contribuyendo al desarrollo e implementación de una nanotecnología verde (Perotti y col., 2020). Al día de hoy, son tecnologías que están en desarrollo y que necesitan más investigación antes de salir al mercado.

Finalmente, en la era de las ómicas, de la bioinformática y de la ingeniería genética, también se describen tecnologías que están en desarrollo para contribuir al manejo de malezas. Una de ellas es la del RNAi o de interferencia. Esta estrategia que controla la expresión de genes, busca convertir en susceptible a una maleza resistente al herbicida X por una ventana de tiempo limitada, momento en el que se realiza el tratamiento con el herbicida X al que la maleza era resistente. La tecnología busca silenciar el gen de resistencia para que el herbicida X sea activo. Esta estrategia se aplicaría en los casos de resistencia que se definieron como TSR.

En el mismo campo, otra herramienta prometedora es la tecnología de gene drive, que permitiría restaurar la susceptibilidad a los herbicidas en las malezas que generaron resistencias. El proceso implica un proceso de edición génica que, en algunas generaciones, restaura la susceptibilidad de la población al herbicida en cuestión (Perotti y col., 2020).

Como puede observarse, si se parte de un diagnóstico claro y objetivo (como el generado por las encuestas de situación), se pueden combinar una serie de estrategias y tecnologías, y así implementar un manejo integrado de malezas para una agricultura sustentable. Los sistemas de manejo de malezas basados únicamente en herbicidas no son sostenibles a largo plazo.

Por eso se recomienda enfáticamente un programa de manejo de malezas que combine múltiples métodos.

Perotti y col. (2020) plantean dos enfoques fundamentales para mitigar (estrategias proactivas) o controlar (estrategias reactivas) la resistencia a los herbicidas. El primero apunta a reducir la presión de selección de herbicidas mediante la diversificación de los procedimientos de control para el manejo de malezas, lo que debería minimizar la supervivencia y reproducción de individuos resistentes. Mientras que el segundo apunta a disminuir la propagación de la resistencia debido a la producción de semillas, la dispersión de polen y la diseminación de propágulos.

Perotti y col. (2020) proponen integrar prácticas convencionales con el conocimiento que hoy ofrecen otras disciplinas como la biología molecular y otras vinculadas con el desarrollo de nuevas tecnologías, con el objetivo de desarrollar una agricultura más sustentable.

REFERENCIAS

• Heap I (2014.) Herbicide resistant weeds. En Integrated Pest Management. Pimentel D, Peshin R (Ed.).Vol 3, Springer, Netherlands, pp. 21-301.

• Heap I (2020). The international survey of herbicide resistant weeds. http://www.weedscience.org.

• Scursoni JA, Duarte Vera AC, Oreja FH, Kruk BC and de la Fuente EB (2019). Weed management practices in Argentina crops. Weed Technol 33: 459–463.

• Perotti VE, Larran AS, Palmieri VE, Martinatto AK, and Permingeat HR (2020). Herbicide resistant weeds: A call to integrate conventional agricultural practices, molecular biology knowledge and new technologies. Plant Science 290, art 110255, pp 1-15

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