Los herbicidas ( EE . UU .: / ˈ ɜːr b ɪ s aɪ d z / , Reino Unido : / ˈ h ɜːr -/ ), también conocidos comúnmente como herbicidas , son sustancias utilizadas para controlar plantas no deseadas , también conocidas como malezas . [1] Los herbicidas selectivos controlan especies de malezas específicas y dejan el cultivo deseado relativamente ileso, mientras que los herbicidas no selectivos (a veces llamados herbicidas totales matan las plantas indiscriminadamente. [2] Debido a la resistencia a los herbicidas , una preocupación importante en la agricultura , varios productos combinar herbicidas con diferentes medios de acción. El manejo integrado de plagas puede utilizar herbicidas junto con otros métodos de control de plagas.
En Estados Unidos, en 2012, alrededor del 91% de todo el uso de herbicidas, determinado por el peso aplicado, se realizó en la agricultura. [3] : 12 En 2012, el gasto mundial en pesticidas ascendió a casi 24,7 mil millones de dólares; Los herbicidas representaron alrededor del 44% de esas ventas y constituyeron la porción más grande, seguidos por los insecticidas , fungicidas y fumigantes . [3] : 5 El herbicida también se utiliza en silvicultura, [4] donde se ha descubierto que ciertas formulaciones suprimen las variedades de madera dura en favor de las coníferas después de la tala rasa , [5] así como en los sistemas de pastos.
Antes del uso generalizado de herbicidas, se utilizaban controles culturales , como la alteración del pH del suelo , la salinidad o los niveles de fertilidad, para controlar las malezas. [6] También se utilizó control mecánico , incluida la labranza y la inundación, para controlar las malezas. A finales del siglo XIX y principios del XX, se utilizaban productos químicos inorgánicos como ácido sulfúrico , arsénico, sales de cobre, queroseno y clorato de sodio para controlar las malas hierbas, pero estos productos químicos eran tóxicos, inflamables o corrosivos y costosos e ineficaces para controlar las malas hierbas. [7] [8]
Los principales avances se produjeron durante la Segunda Guerra Mundial como resultado de investigaciones realizadas de forma independiente en el Reino Unido y los Estados Unidos sobre el uso potencial de herbicidas en la guerra . [9] El compuesto 2,4-D fue sintetizado por primera vez por WG Templeman en Imperial Chemical Industries . En 1940, su trabajo con ácido indolacético y ácido naftalenoacético indicó que "las sustancias de crecimiento aplicadas adecuadamente matarían ciertas malezas de hoja ancha en los cereales sin dañar los cultivos", [10] [11] aunque estas sustancias eran demasiado caras y de vida demasiado corta. en el suelo debido a la degradación por microorganismos para que sea de uso agrícola práctico; en 1941, su equipo logró sintetizar una amplia gama de sustancias químicas para lograr el mismo efecto a menor costo y mejor eficacia, incluido el 2,4-D. [12] En el mismo año, R. Pokorny en los EE.UU. también logró lo mismo. [13] Independientemente, un equipo dirigido por Juda Hirsch Quastel , que trabajaba en la Estación Experimental Rothamsted, hizo el mismo descubrimiento. El Consejo de Investigación Agrícola (ARC) encargó a Quastel que descubriera métodos para mejorar el rendimiento de los cultivos. Al analizar el suelo como un sistema dinámico, más que como una sustancia inerte, pudo aplicar técnicas como la perfusión . Quastel pudo cuantificar la influencia de diversas hormonas vegetales , inhibidores y otras sustancias químicas sobre la actividad de los microorganismos del suelo y evaluar su impacto directo en el crecimiento de las plantas . Si bien el trabajo completo de la unidad permaneció en secreto, ciertos descubrimientos se desarrollaron para uso comercial después de la guerra, incluido el compuesto 2,4-D. [14]
Cuando el 2,4-D salió al mercado en 1946, se convirtió en el primer herbicida selectivo exitoso, lo que desencadenó una revolución mundial en la producción agrícola. Permitió un control mucho mejor de las malezas en el trigo , el maíz , el arroz y cultivos de cereales similares , porque mata las dicotiledóneas (plantas de hoja ancha), pero no la mayoría de las monocotiledóneas (pastos). El bajo costo del 2,4-D ha llevado a su uso continuo en la actualidad y sigue siendo uno de los herbicidas más utilizados en el mundo. [15] Al igual que otros herbicidas ácidos, las formulaciones actuales utilizan una sal de amina (a menudo trimetilamina ) o uno de los muchos ésteres del compuesto original.
La familia de herbicidas triazina, que incluye la atrazina , se introdujo en la década de 1950; Tienen la distinción actual de ser la familia de herbicidas de mayor preocupación en cuanto a la contaminación de las aguas subterráneas . La atrazina no se descompone fácilmente (en unas pocas semanas) después de aplicarse a suelos con un pH superior al neutro . En condiciones de suelo alcalino, la atrazina puede ser transportada al perfil del suelo hasta el nivel freático por el agua del suelo después de la lluvia que causa la contaminación antes mencionada. Por tanto, se dice que la atrazina tiene un "remanente", una propiedad generalmente indeseable para los herbicidas.
El glifosato se preparó por primera vez en la década de 1950, pero su actividad herbicida no se reconoció hasta la década de 1960. Se comercializó como Roundup en 1971. [16] El desarrollo de plantas de cultivo resistentes al glifosato, ahora se usa ampliamente para el control selectivo de malezas en cultivos en crecimiento. La combinación del herbicida con la semilla resistente contribuyó a la consolidación de la industria semillera y química a finales de los años noventa.
Muchos herbicidas modernos utilizados en agricultura y jardinería están formulados específicamente para degradarse en un corto período de tiempo después de su aplicación.
Los herbicidas se pueden clasificar/agrupar de varias maneras; por ejemplo, según su actividad, el momento de aplicación, el método de aplicación, el mecanismo de acción y sus estructuras químicas.
La estructura química del herbicida afecta principalmente la eficacia. El 2,4-D, el mecoprop y la dicamba controlan muchas malezas de hoja ancha, pero siguen siendo ineficaces contra el césped. [17]
Los aditivos químicos influyen en la selectividad. Los tensioactivos alteran las propiedades físicas de la solución de pulverización y la fitotoxicidad general del herbicida, aumentando la translocación. Los protectores de herbicidas mejoran la selectividad al aumentar la resistencia del cultivo a los herbicidas, pero permiten que el herbicida dañe la maleza.
La selectividad está determinada por las circunstancias y la técnica de aplicación. Los factores climáticos afectan la absorción, incluida la humedad , la luz, la precipitación y la temperatura. Los herbicidas aplicados al follaje ingresarán a la hoja más fácilmente cuando hay mucha humedad al alargar el tiempo de secado de la gota de aspersión y aumentar la hidratación de la cutícula. La luz de alta intensidad puede descomponer algunos herbicidas y hacer que la cutícula de la hoja se espese, lo que puede interferir con la absorción. La precipitación puede arrastrar o eliminar algunos herbicidas aplicados al follaje, pero aumentará la absorción de los herbicidas aplicados al suelo por las raíces. Las plantas estresadas por la sequía tienen menos probabilidades de trasladar herbicidas. A medida que aumenta la temperatura, el rendimiento de los herbicidas puede disminuir. La absorción y la translocación pueden reducirse en climas muy fríos.
Los herbicidas no selectivos, generalmente conocidos como defoliantes , se utilizan para limpiar zonas industriales, terrenos baldíos, vías férreas y terraplenes de vías férreas. El paraquat , el glufosinato y el glifosato son herbicidas no selectivos. [17]
Se dice que un herbicida tiene baja actividad residual si se neutraliza en un corto período de tiempo después de su aplicación (en unas pocas semanas o meses); generalmente esto se debe a la lluvia o reacciones en el suelo. Un herbicida que se describe como de alta actividad residual seguirá siendo potente a largo plazo en el suelo. Para algunos compuestos, la actividad residual puede dejar el suelo casi permanentemente estéril. [ cita necesaria ]
Los herbicidas interfieren con la maquinaria bioquímica que sustenta el crecimiento de las plantas. Los herbicidas a menudo imitan las hormonas vegetales naturales , los sustratos enzimáticos y los cofactores . Interfieren con el metabolismo de las plantas objetivo. Los herbicidas a menudo se clasifican según su sitio de acción porque, como regla general, los herbicidas dentro de la misma clase de sitio de acción producen síntomas similares en plantas susceptibles. Es preferible la clasificación basada en el sitio de acción del herbicida, ya que el manejo de la resistencia a los herbicidas se puede manejar de manera más efectiva. [17] La clasificación por mecanismo de acción (MOA) indica la primera enzima, proteína o paso bioquímico afectado en la planta después de la aplicación:
Como complemento a las clasificaciones basadas en mecanismos, los herbicidas a menudo se clasifican según sus estructuras o motivos químicos. Tipos estructurales similares funcionan de manera similar. Por ejemplo, todos los herbicidas ariloxfenoxipropionatos ( diclofop, clorazifop , fluazifop ) parecen actuar como inhibidores de la ACCasa. [18] Los herbicidas llamados ciclohexanodiona, que se usan contra los pastos, incluyen los siguientes productos comerciales: cicloxidim, cletodim , tralkoxidim, butroxidim , setoxidim , profoxidim y mesotriona . [25] Conocer la agrupación de familias de productos químicos de herbicidas sirve como estrategia a corto plazo para gestionar la resistencia al sitio de acción. [26] El ácido fenoxiacético imita la auxina natural del ácido indolacético (AIA). Esta familia incluye MCPA , 2,4-D y 2,4,5-T , picloram , dicamba , clopiralida y triclopir .
Utilizando los sistemas Weed Science Society of America (WSSA) y Herbicide Resistance and World Grains (HRAC), los herbicidas se clasifican por modo de acción. [27] Finalmente, el Comité de Acción de Resistencia a Herbicidas (HRAC) [28] y la Weed Science Society of America (WSSA) [29] desarrollaron un sistema de clasificación. [30] [31] Los grupos en los sistemas WSSA y HRAC están designados por números y letras, informan a los usuarios sobre el modo de acción de los herbicidas y brindan recomendaciones más precisas para el manejo de la resistencia. [32]
La mayoría de los herbicidas se aplican en forma de aerosoles a base de agua utilizando equipos terrestres. El diseño del equipo terrestre varía, pero se pueden rociar áreas grandes usando rociadores autopropulsados equipados con brazos largos, de 60 a 120 pies (18 a 37 m) con boquillas de rociado espaciadas cada 20 a 30 pulgadas (510 a 760 mm). También se utilizan pulverizadores remolcados, portátiles e incluso tirados por caballos. En grandes superficies, en ocasiones los herbicidas también se pueden aplicar por vía aérea utilizando helicópteros o aviones, o mediante sistemas de riego (conocidos como quimigación ).
También se puede utilizar la limpieza de malezas, donde se suspende una mecha humedecida con herbicida de un brazo y se arrastra o hace rodar sobre la parte superior de las plantas de malezas más altas. Esto permite el tratamiento de malezas más altas de los pastizales mediante contacto directo sin afectar las plantas más cortas relacionadas pero deseables en el pastizal debajo. El método tiene la ventaja de evitar la deriva de la pulverización. En Gales , en 2015 se lanzó un plan que ofrece alquiler gratuito de limpiahierbas en un esfuerzo por reducir los niveles de MCPA en los cursos de agua. [33]
Hay poca diferencia en la silvicultura en las primeras etapas de crecimiento, cuando las similitudes de altura entre los árboles en crecimiento y los cultivos anuales generan un problema similar con la competencia de las malezas. Sin embargo, a diferencia de las anuales, la aplicación posterior es prácticamente innecesaria y, por lo tanto, se utiliza principalmente para disminuir el retraso entre los ciclos económicos productivos de los cultivos madereros. [34]
La volatilización del herbicida o la deriva de la pulverización pueden provocar que el herbicida afecte los campos o plantas vecinos, especialmente en condiciones de viento. A veces, se puede fumigar el campo o las plantas equivocadas debido a un error.
Aunque la guerra herbicida utiliza sustancias químicas , su objetivo principal es perturbar la producción agrícola de alimentos y/o destruir plantas que proporcionan cobertura u ocultamiento al enemigo. Durante la Emergencia Malaya (1948-1960), el ejército británico desplegó herbicidas y defoliantes en el campo malayo (incluidos los campos de cultivo) para privar a los insurgentes del Ejército de Liberación Nacional Malayo (MNLA) de cobertura y posibles fuentes de alimentos y expulsarlos. de la selva. El despliegue de herbicidas y defoliantes cumplió el doble propósito de adelgazar los senderos de la jungla para evitar emboscadas y destruir campos de cultivo en regiones donde el MNLA estaba activo para privarlos de posibles fuentes de alimentos. También se rociaron herbicidas y defoliantes desde aviones de la Royal Air Force (RAF). [35] El uso de herbicidas como arma química por parte del ejército estadounidense durante la guerra de Vietnam ha dejado impactos tangibles y de largo plazo sobre el pueblo vietnamita y los soldados estadounidenses que manipularon los productos químicos. [36] [37] Más del 20% de los bosques de Vietnam del Sur y el 3,2% de sus tierras cultivadas fueron fumigados al menos una vez durante la guerra. [38] El gobierno de Vietnam dice que hasta cuatro millones de personas en Vietnam estuvieron expuestas al defoliante, y hasta tres millones de personas han sufrido enfermedades debido al Agente Naranja, [39] mientras que la Cruz Roja de Vietnam estima que hasta Un millón de personas quedaron discapacitadas o tienen problemas de salud como resultado de la exposición al Agente Naranja. [40] El gobierno de los Estados Unidos ha calificado estas cifras de poco fiables. [41]
En general, existen muchas preguntas sobre los efectos de muchos herbicidas sobre la salud y el medio ambiente debido a la gran cantidad de herbicidas y a los innumerables objetivos potenciales, en su mayoría no deseados. Por ejemplo, en 1995 un panel de 13 científicos que revisaron estudios sobre la carcinogenicidad del 2,4-D tenía opiniones divididas sobre la probabilidad de que el 2,4-D cause cáncer en humanos. [42] En 1992 [update], los estudios sobre herbicidas fenoxi eran muy pocos para evaluar con precisión el riesgo de muchos tipos de cáncer causados por estos herbicidas, aunque la evidencia era más sólida de que la exposición a estos herbicidas se asocia con un mayor riesgo de sarcoma de tejidos blandos y no Linfoma de Hodgkin . [43]
Los herbicidas tienen una toxicidad muy variable , además de la toxicidad aguda que surge de la ingestión rápida de una cantidad significativa y la toxicidad crónica que surge de la exposición ambiental y ocupacional durante largos períodos. Gran parte de la sospecha pública sobre los herbicidas gira en torno a una confusión entre declaraciones válidas de toxicidad aguda en comparación con declaraciones igualmente válidas de falta de toxicidad crónica en los niveles de uso recomendados. Por ejemplo, si bien las formulaciones de glifosato con adyuvantes de amina de sebo son sumamente tóxicas, se descubrió que su uso no está correlacionado con ningún problema de salud como el cáncer en un estudio masivo del Departamento de Salud de EE. UU. sobre 90.000 miembros de familias de agricultores durante un período de 23 años. [44] Es decir, el estudio muestra una falta de toxicidad crónica, pero no puede cuestionar la toxicidad aguda del herbicida.
Algunos herbicidas causan una variedad de efectos sobre la salud que van desde erupciones cutáneas hasta la muerte. La vía de ataque puede surgir del consumo directo intencional o no, de una aplicación inadecuada que provoca que el herbicida entre en contacto directo con personas o vida silvestre, de la inhalación de pulverizaciones aéreas o del consumo de alimentos antes del intervalo previo a la cosecha indicado en la etiqueta. En algunas condiciones, ciertos herbicidas pueden transportarse mediante lixiviación o escorrentía superficial para contaminar las aguas subterráneas o fuentes de agua superficiales distantes. Generalmente, las condiciones que promueven el transporte de herbicidas incluyen tormentas intensas (particularmente poco después de la aplicación) y suelos con capacidad limitada para adsorber o retener los herbicidas. Las propiedades herbicidas que aumentan la probabilidad de transporte incluyen la persistencia (resistencia a la degradación) y la alta solubilidad en agua. [45]
Se han informado casos en los que los herbicidas fenoxi están contaminados con dioxinas como TCDD ; [46] [ cita necesaria ] la investigación ha sugerido que dicha contaminación da como resultado un pequeño aumento en el riesgo de cáncer después de la exposición ocupacional a estos herbicidas. [47] La exposición a la triazina se ha implicado en una posible relación con un mayor riesgo de cáncer de mama , aunque la relación causal aún no está clara. [48]
En ocasiones, los fabricantes de herbicidas han hecho afirmaciones falsas o engañosas sobre la seguridad de sus productos. El fabricante de productos químicos Monsanto Company acordó cambiar su publicidad tras la presión del fiscal general de Nueva York, Dennis Vacco ; Vacco se quejó de afirmaciones engañosas de que sus herbicidas en aerosol a base de glifosato, incluido Roundup, eran más seguros que la sal de mesa y "prácticamente no tóxicos" para los mamíferos, aves y peces (aunque es difícil encontrar pruebas de que alguna vez se haya dicho esto). . [49] El Roundup es tóxico y ha provocado la muerte después de ser ingerido en cantidades que oscilan entre 85 y 200 ml, aunque también se ha ingerido en cantidades de hasta 500 ml con síntomas leves o moderados. [50] El fabricante de Tordon 101 ( Dow AgroSciences , propiedad de Dow Chemical Company ) ha afirmado que Tordon 101 no tiene efectos sobre animales e insectos, [51] a pesar de la evidencia de una fuerte actividad cancerígena del ingrediente activo, [52] picloram , en estudios con ratas. [53]
El uso de herbicidas generalmente tiene impactos negativos en muchos aspectos del medio ambiente. Insectos, plantas no objetivo, animales y sistemas acuáticos sujetos a graves daños por herbicidas. Los impactos son muy variables.
A menudo se ha culpado a la atrazina de afectar el comportamiento reproductivo de la vida acuática, pero los datos no respaldan esta afirmación. [54]
Las poblaciones de aves son uno de los muchos indicadores del daño de los herbicidas. La mayoría de los efectos observados no se deben a la toxicidad, [55] sino a los cambios de hábitat y la disminución de la abundancia de especies de las que dependen las aves para alimentarse o refugiarse. El uso de herbicidas en silvicultura , utilizados para favorecer ciertos tipos de crecimiento tras la tala rasa , puede provocar descensos importantes en las poblaciones de aves. Incluso cuando se utilizan herbicidas que tienen baja toxicidad para las aves, disminuyen la abundancia de muchos tipos de vegetación de la que dependen las aves. [34] El uso de herbicidas en la agricultura en el Reino Unido se ha relacionado con una disminución de las especies de aves que se alimentan de semillas y que dependen de las malas hierbas eliminadas por los herbicidas. [56] El uso intensivo de herbicidas en áreas agrícolas neotropicales ha sido uno de los muchos factores implicados en la limitación de la utilidad de dichas tierras agrícolas para las aves migratorias invernantes. [57]
Una de las principales complicaciones del uso de herbicidas para el control de malezas es la capacidad de las plantas para desarrollar resistencia a los herbicidas , lo que hace que los herbicidas sean ineficaces contra las plantas objetivo. De los 31 modos de acción de los herbicidas conocidos, las malezas han desarrollado resistencia a 21. Se sabe que 268 especies de plantas han desarrollado resistencia a los herbicidas al menos una vez. [58] La resistencia a los herbicidas se observó por primera vez en 1957 y desde entonces ha evolucionado repetidamente en especies de malezas de 30 familias en todo el mundo. [59] La resistencia de las malezas a los herbicidas se ha convertido en una preocupación importante en la producción de cultivos en todo el mundo. [60]
La resistencia a los herbicidas se atribuye a menudo al uso excesivo, así como a la fuerte presión evolutiva sobre las malas hierbas afectadas. [61] Tres prácticas agrícolas explican la presión evolutiva sobre las malezas para desarrollar resistencia: el monocultivo , el descuido de las prácticas de control de malezas sin herbicidas y la dependencia de un herbicida para el control de malezas. [62] Para minimizar la resistencia, se han promovido ampliamente programas rotativos de aplicación de herbicidas, en los que se utilizan herbicidas con múltiples modos de acción. [26] En particular, la resistencia al glifosato evolucionó rápidamente en parte porque cuando comenzó su uso, se dependía en gran medida de él para el control de malezas. [63] Esto causó una presión selectiva increíblemente fuerte sobre las malezas, fomentando que las mutaciones que confieren resistencia al glifosato persistan y se propaguen. [64]
Sin embargo, en 2015, un amplio estudio mostró un aumento en la resistencia a los herbicidas como resultado de la rotación y, en cambio, recomendó mezclar varios herbicidas para su aplicación simultánea. A partir de 2023, la eficacia de la combinación de herbicidas también se cuestiona, especialmente a la luz del aumento de la resistencia en lugares no objetivo. [65] [66] [67]
Las plantas desarrollaron resistencia a la atrazina y a los inhibidores de ALS relativamente temprano, pero más recientemente, la resistencia al glifosato ha aumentado dramáticamente. Marestail es una maleza que ha desarrollado resistencia al glifosato. [68] Las malezas resistentes al glifosato están presentes en la gran mayoría de las granjas de soja, algodón y maíz en algunos estados de EE. UU. Se están extendiendo malezas que pueden resistir muchos otros herbicidas. Son pocos los nuevos herbicidas que están a punto de comercializarse y ninguno con un modo de acción molecular para el que no exista resistencia. Debido a que la mayoría de los herbicidas no pueden matar todas las malezas, los agricultores rotan cultivos y herbicidas para detener el desarrollo de malezas resistentes.
Una encuesta realizada en 2008-2009 a 144 poblaciones de cáñamo acuático en 41 condados de Missouri reveló resistencia al glifosato en un 69%. Las malezas de unos 500 sitios en todo Iowa en 2011 y 2012 revelaron resistencia al glifosato en aproximadamente el 64% de las muestras de cáñamo acuático. En 2023, 58 especies de malezas han desarrollado resistencia al glifosato. [69] Las malezas resistentes a múltiples herbicidas con modos de acción biológica completamente diferentes están en aumento. En Missouri, el 43% de las muestras de cáñamo acuático eran resistentes a dos herbicidas diferentes; el 6% se resistió a tres; y el 0,5% resistió cuatro. En Iowa, el 89% de las muestras de cáñamo acuático resisten dos o más herbicidas, el 25% resiste tres y el 10% resiste cinco. [63]
A partir de 2023, ha surgido el amaranto Palmer con resistencia a seis modos de acción de herbicidas diferentes. [70] En 2020 se descubrió que el pasto azul anual recolectado en un campo de golf en el estado estadounidense de Tennessee era resistente a siete herbicidas a la vez. [71] El raigrás rígido y el pasto azul anual comparten la distinción de especies con resistencia confirmada al mayor número de modos de acción de herbicidas, ambos con resistencia confirmada a 12 modos de acción diferentes; sin embargo, este número hace referencia a cuántas formas de resistencia a herbicidas se sabe que han surgido en la especie en algún momento, no a cuántas se han encontrado simultáneamente en una sola planta. [64] [72]
En 2015, Monsanto lanzó variedades de semillas de cultivos resistentes tanto a dicamba como a glifosato, lo que permitió el uso de una mayor variedad de herbicidas en los campos sin dañar los cultivos. En 2020, cinco años después del lanzamiento de semillas resistentes a dicamba, se encontró en un lugar el primer ejemplo de amaranto Palmer resistente a dicamba. [73]
Cuando se producen mutaciones en los genes responsables de los mecanismos biológicos con los que interfieren los herbicidas, estas mutaciones pueden hacer que el modo de acción del herbicida funcione con menos eficacia. Esto se llama resistencia del sitio objetivo. Se ha demostrado que las mutaciones específicas que tienen el efecto más útil para la planta ocurren en casos separados y dominan en todas las poblaciones de malezas resistentes. Éste es un ejemplo de evolución convergente . [59] Algunas mutaciones que confieren resistencia a los herbicidas pueden tener costos de aptitud, reduciendo la capacidad de la planta para sobrevivir de otras maneras, pero con el tiempo, las mutaciones menos costosas tienden a dominar las poblaciones de malezas. [59]
Recientemente, han surgido cada vez más casos de resistencia en sitios no objetivo, como ejemplos en los que las plantas son capaces de producir enzimas que neutralizan los herbicidas antes de que puedan ingresar a las células de la planta: resistencia metabólica . Esta forma de resistencia es particularmente desafiante, ya que las plantas pueden desarrollar resistencia en un lugar no objetivo a herbicidas a los que sus ancestros nunca estuvieron directamente expuestos. [73]
La resistencia a los herbicidas puede basarse en uno de los siguientes mecanismos bioquímicos: [74] [75] [76]
Los siguientes términos también se utilizan para describir casos en los que las plantas son resistentes a varios herbicidas a la vez:
El enfoque de manejo integrado de malezas (IWM) utiliza varias tácticas para combatir las malezas y prevenir la resistencia. Este enfoque depende menos de herbicidas y, por lo tanto, se debe reducir la presión de selección . [78] Al confiar en diversos métodos de control de malezas, incluidos métodos de control de malezas no herbicidas, se puede reducir la presión de selección sobre las malezas para que desarrollen resistencia. Los investigadores advierten que si la resistencia a los herbicidas se combate sólo con más herbicidas, "lo más probable es que la evolución gane". [62] En 2017, la USEPA emitió un Aviso de registro de pesticidas revisado (PRN 2017-1), que brinda orientación a los solicitantes de registros de pesticidas sobre el etiquetado requerido para el manejo de la resistencia a los pesticidas. Este requisito se aplica a todos los pesticidas convencionales y tiene como objetivo proporcionar a los usuarios finales orientación sobre el manejo de la resistencia a los pesticidas. [79] Un ejemplo de una etiqueta completamente ejecutada que cumple con la guía de etiquetado de gestión de resistencia de la USEPA se puede ver en la etiqueta del espécimen del herbicida cloransulam-metilo, actualizada en 2022. [80]
La optimización del aporte de herbicidas al nivel del umbral económico debería evitar el uso innecesario de herbicidas y reducir la presión de selección. Los herbicidas deben utilizarse en su máximo potencial garantizando que el momento, la dosis, el método de aplicación, el suelo y las condiciones climáticas sean óptimos para una buena actividad. En el Reino Unido, las malezas parcialmente resistentes como Alopecurus myosuroides (pasto negro) y el género Avena (avena silvestre) a menudo se pueden controlar adecuadamente cuando se aplican herbicidas en la etapa de 2-3 hojas, mientras que las aplicaciones posteriores en la etapa de 2-3 macollos pueden fallar mal. La fumigación parcial, o la aplicación de herbicidas sólo en las áreas de los campos más infestadas, es otra forma de reducir el uso total de herbicidas. [78]
Cuando se sospecha o confirma por primera vez una resistencia, es probable que la primera consideración sea la eficacia de las alternativas. Si hay resistencia a un solo grupo de herbicidas, entonces el uso de herbicidas de otros grupos puede proporcionar una solución simple y eficaz, al menos a corto plazo. Por ejemplo, muchas malezas resistentes a la triazina se han controlado fácilmente mediante el uso de herbicidas alternativos como dicamba o glifosato. [78]
El uso de dos o más herbicidas que tienen diferentes modos de acción puede reducir la selección de genotipos resistentes. Idealmente, cada componente de una mezcla debería:
Es probable que ninguna mezcla tenga todos estos atributos, pero los dos primeros enumerados son los más importantes. Existe el riesgo de que las mezclas seleccionen resistencia a ambos componentes a largo plazo. Una ventaja práctica de las secuencias de dos herbicidas en comparación con las mezclas es que es posible evaluar mejor la eficacia de cada componente herbicida, siempre que transcurra un tiempo suficiente entre cada aplicación. Una desventaja de las secuencias es que se deben realizar dos aplicaciones separadas y es posible que la aplicación posterior sea menos efectiva en las malezas que sobrevivan a la primera aplicación. Si estos son resistentes, entonces el segundo herbicida en la secuencia puede aumentar la selección de individuos resistentes matando las plantas susceptibles que fueron dañadas pero no muertas por la primera aplicación, pero permitiendo que sobrevivan las plantas resistentes más grandes y menos afectadas. Esto se ha citado como una de las razones por las que los medios Stellaria resistentes a ALS han evolucionado recientemente en Escocia (2000), a pesar del uso regular de una secuencia que incorpora mecoprop , un herbicida con un modo de acción diferente. [78]
El término herbicida orgánico ha pasado a referirse a herbicidas destinados a la agricultura biológica . Pocos herbicidas naturales rivalizan con la eficacia de los sintéticos. [81] Algunas plantas también producen sus propios herbicidas, como el género Juglans ( nueces ), o el árbol del cielo ; Estas acciones de los herbicidas naturales y otras interacciones químicas relacionadas se denominan alelopatía . La aplicabilidad de estos agentes no está clara.
La resistencia a los herbicidas se convirtió en un problema crítico en la agricultura australiana , después de que muchos criadores de ovejas australianos comenzaran a cultivar exclusivamente trigo en sus pastos en la década de 1970. Las variedades introducidas de raigrás , si bien son buenas para el pastoreo de ovejas, compiten intensamente con el trigo. Los raigrás producen tantas semillas que, si no se controlan, pueden asfixiar completamente un campo. Los herbicidas proporcionaron un control excelente y al mismo tiempo redujeron la alteración del suelo debido a la menor necesidad de arar. En poco más de una década, el raigrás y otras malezas comenzaron a desarrollar resistencia. En respuesta, los agricultores australianos cambiaron de método. [82] En 1983, las zonas de raigrás se habían vuelto inmunes al Hoegrass (diclofop-metilo), una familia de herbicidas que inhiben una enzima llamada acetil coenzima A carboxilasa . [82] [83]
Las poblaciones de raigrás eran grandes y tenían una diversidad genética sustancial, porque los agricultores habían plantado muchas variedades. El raigrás sufre polinización cruzada mediante el viento, por lo que los genes se mezclan con frecuencia. Para controlar su distribución, los agricultores rociaron Hoegrass, de bajo costo, creando presión de selección . Además, los agricultores a veces diluían el herbicida para ahorrar dinero, lo que permitía que algunas plantas sobrevivieran a la aplicación. Cuando apareció la resistencia, los agricultores recurrieron a un grupo de herbicidas que bloquean la acetolactato sintasa . Una vez más, el raigrás en Australia desarrolló una especie de "resistencia cruzada" que le permitió degradar rápidamente una variedad de herbicidas. Cuatro clases de herbicidas se vuelven ineficaces en unos pocos años. En 2013, sólo dos clases de herbicidas, llamados Fotosistema II e inhibidores de ácidos grasos de cadena larga , fueron eficaces contra el raigrás. [82]
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