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La aplicación de pesticidas se refiere a la forma práctica en que los pesticidas (incluidos herbicidas , fungicidas , insecticidas o agentes de control de nematodos ) se entregan a sus objetivos biológicos ( por ejemplo, organismos plaga , cultivos u otras plantas). La preocupación pública sobre el uso de pesticidas ha resaltado la necesidad de hacer que este proceso sea lo más eficiente posible, a fin de minimizar su liberación al medio ambiente y la exposición humana (incluidos operadores, transeúntes y consumidores de productos). [1] La práctica del manejo de plagas mediante la aplicación racional de pesticidas es sumamente multidisciplinaria , y combina muchos aspectos de la biología y la química con: agronomía , ingeniería , meteorología , socioeconomía y salud pública , [2] junto con disciplinas más nuevas como la biotecnología y la ciencia de la información .
Los datos ópticos de satélites y aeronaves se utilizan cada vez más para fundamentar decisiones de aplicación. [3]
Los tratamientos de semillas pueden lograr eficiencias excepcionalmente altas, en términos de transferencia de dosis efectiva a un cultivo. Los pesticidas se aplican a la semilla antes de la plantación, en forma de un tratamiento de semillas, o recubrimiento , para proteger contra los riesgos transmitidos por el suelo para la planta; además, estos recubrimientos pueden proporcionar sustancias químicas y nutrientes complementarios diseñados para estimular el crecimiento. Un recubrimiento de semillas típico puede incluir una capa de nutrientes, que contiene nitrógeno , fósforo y potasio , una capa rizobiana , que contiene bacterias simbióticas y otros microorganismos beneficiosos , y una capa de fungicida (u otro químico) para hacer que la semilla sea menos vulnerable a las plagas.
Una de las formas más comunes de aplicación de pesticidas, especialmente en la agricultura convencional, es el uso de pulverizadores mecánicos . Los pulverizadores hidráulicos constan de un tanque , una bomba , una lanza (para boquillas individuales) o barra, y una boquilla (o boquillas múltiples). Los pulverizadores convierten una formulación de pesticida , que a menudo contiene una mezcla de agua (u otro portador químico líquido, como fertilizante) y sustancia química, en gotas, que pueden ser gotas grandes tipo lluvia o partículas diminutas casi invisibles. Esta conversión se logra forzando la mezcla de pulverización a través de una boquilla de pulverización bajo presión. El tamaño de las gotas se puede alterar mediante el uso de diferentes tamaños de boquilla, o alterando la presión bajo la que se fuerza, o una combinación de ambos. Las gotas grandes tienen la ventaja de ser menos susceptibles a la deriva de la pulverización , pero requieren más agua por unidad de tierra cubierta. Debido a la electricidad estática, las gotas pequeñas pueden maximizar el contacto con un organismo objetivo, pero se requieren condiciones de viento muy quietas. [2]
Los plaguicidas tradicionales para cultivos agrícolas pueden aplicarse preemergentes o postemergentes, un término que se refiere al estado de germinación de la planta. La aplicación de plaguicidas preemergentes , en la agricultura convencional , intenta reducir la presión competitiva sobre las plantas recién germinadas eliminando organismos indeseables y maximizando la cantidad de agua, nutrientes del suelo y luz solar disponibles para el cultivo. Un ejemplo de aplicación de plaguicidas preemergentes es la aplicación de atrazina para el maíz . De manera similar, las mezclas de glifosato a menudo se aplican preemergentemente en campos agrícolas para eliminar las malezas que germinan temprano y prepararlos para los cultivos posteriores. El equipo de aplicación preemergente a menudo tiene neumáticos grandes y anchos diseñados para flotar en suelo blando, minimizando tanto la compactación del suelo como el daño a los cultivos plantados (pero aún no emergidos). Una máquina de aplicación de tres ruedas, como la que se muestra en la imagen de la derecha, está diseñada para que los neumáticos no sigan el mismo camino, minimizando la creación de surcos en el campo y limitando el daño al subsuelo.
La aplicación de pesticidas post-emergentes requiere el uso de productos químicos específicos elegidos para minimizar el daño al organismo objetivo deseado. Un ejemplo es el ácido 2,4-diclorofenoxiacético , que daña las malezas de hoja ancha ( dicotiledóneas ) pero deja atrás las gramíneas ( monocotiledóneas ). Este producto químico se ha utilizado ampliamente en cultivos de trigo , por ejemplo. Varias empresas también han creado organismos modificados genéticamente que son resistentes a varios pesticidas. Los ejemplos incluyen soja resistente al glifosato y maíz Bt , que cambian los tipos de formulaciones involucradas en abordar la presión de pesticidas post-emergentes. También era importante señalar que incluso con las opciones químicas adecuadas, las altas temperaturas ambientales u otras influencias ambientales pueden permitir que el organismo deseable no objetivo sufra daños durante la aplicación. Como las plantas ya han germinado, la aplicación de pesticidas post-emergentes requiere un contacto limitado con el campo para minimizar las pérdidas debido al daño al cultivo y al suelo. El equipo de aplicación industrial típico utilizará neumáticos muy altos y estrechos y los combinará con un cuerpo de pulverizador que se puede elevar y bajar dependiendo de la altura del cultivo. Estos pulverizadores suelen llevar la etiqueta de "gran altura libre", ya que pueden elevarse sobre los cultivos en crecimiento, aunque normalmente no mucho más de 1 o 2 metros de altura. Además, estos pulverizadores suelen tener barras muy anchas para minimizar la cantidad de pasadas necesarias sobre un campo, nuevamente diseñadas para limitar el daño a los cultivos y maximizar la eficiencia. En la agricultura industrial , las barras de pulverización de 120 pies (37 metros) de ancho no son poco comunes, especialmente en la agricultura de pradera con campos grandes y planos. En relación con esto, la aplicación aérea de pesticidas es un método de aplicación de pesticidas sobre un cultivo emergido que elimina el contacto físico con el suelo y los cultivos.
Los pulverizadores de chorro de aire, también conocidos como pulverizadores asistidos por aire o pulverizadores de niebla, se utilizan a menudo para cultivos altos, como árboles frutales, donde los pulverizadores de barra y la aplicación aérea serían ineficaces. Este tipo de pulverizadores solo se pueden utilizar cuando la sobrepulverización (deriva de la pulverización) es una preocupación menor, ya sea mediante la elección de un producto químico que no tenga efectos indeseables sobre otros organismos deseables o mediante una distancia de amortiguación adecuada. Estos se pueden utilizar para insectos, malezas y otras plagas de cultivos, humanos y animales. Los pulverizadores de chorro de aire inyectan líquido en una corriente de aire de rápido movimiento, descomponiendo las gotas grandes en partículas más pequeñas al introducir una pequeña cantidad de líquido en una corriente de aire de rápido movimiento. [4]
Los nebulizadores cumplen una función similar a la de los pulverizadores de niebla, ya que producen partículas de tamaño muy pequeño, pero utilizan un método diferente. Mientras que los pulverizadores de niebla crean una corriente de aire a alta velocidad que puede recorrer distancias significativas, los nebulizadores utilizan un pistón o fuelle para crear una zona estancada de pesticida que se suele utilizar en zonas cerradas, como casas y refugios para animales. [5]
Para comprender mejor la causa de la ineficiencia de la pulverización, es útil reflexionar sobre las implicaciones de la amplia gama de tamaños de gotas producidas por las boquillas de pulverización (hidráulicas) típicas. Este ha sido reconocido desde hace mucho tiempo como uno de los conceptos más importantes en la aplicación de pulverizaciones ( por ejemplo , Himel, 1969 [6] ), lo que genera enormes variaciones en las propiedades de las gotas.
Históricamente, se ha demostrado que la transferencia de dosis al objetivo biológico ( es decir , la plaga ) es ineficiente. [7] Sin embargo, relacionar los depósitos "ideales" con el efecto biológico está plagado de dificultades, [8] pero a pesar de las dudas de Hislop sobre los detalles, ha habido varias demostraciones de que se desperdician cantidades masivas de pesticidas por escorrentía desde el cultivo hasta el suelo, en un proceso llamado endo-deriva. Esta es una forma menos conocida de deriva de pesticidas , mientras que la exo-deriva causa una preocupación pública mucho mayor. Los pesticidas se aplican convencionalmente utilizando atomizadores hidráulicos, ya sea en pulverizadores manuales o en brazos de tractor, donde las formulaciones se mezclan en grandes volúmenes de agua.
Diferentes tamaños de gotas tienen características de dispersión muy diferentes y están sujetas a complejas interacciones macro y microclimáticas (Bache y Johnstone, 1992). Simplificando enormemente estas interacciones en términos de tamaño de gota y velocidad del viento, Craymer y Boyle [9] concluyeron que existen esencialmente tres conjuntos de condiciones bajo las cuales las gotas se mueven desde la boquilla hasta el objetivo. Estas son:
La volatilización de herbicidas se refiere a la evaporación o sublimación de un herbicida volátil . El efecto de la sustancia química gaseosa se pierde en el lugar de aplicación previsto y puede desplazarse a favor del viento y afectar a otras plantas que no están destinadas a ser afectadas, causando daños a los cultivos. Los herbicidas varían en su susceptibilidad a la volatilización. La incorporación rápida del herbicida al suelo puede reducir o prevenir la volatilización. El viento, la temperatura y la humedad también afectan la tasa de volatilización, y la humedad se reduce en. El 2,4-D y el dicamba son sustancias químicas de uso común que se sabe que están sujetas a volatilización [10], pero hay muchas otras. [11] La aplicación de herbicidas más tarde en la temporada para proteger las plantas modificadas genéticamente resistentes a los herbicidas aumenta el riesgo de volatilización, ya que la temperatura es más alta y la incorporación al suelo no es práctica. [10]
En los años 1970 y 1980, las tecnologías de aplicación mejoradas, como la aplicación controlada por gotas (CDA), recibieron un amplio interés de investigación, pero su aceptación comercial ha sido decepcionante. Al controlar el tamaño de las gotas, las tasas de aplicación de mezclas de pesticidas de volumen ultra bajo (ULV) o volumen muy bajo (VLV) pueden lograr resultados biológicos similares (o a veces mejores) al mejorar la sincronización y la transferencia de dosis al objetivo biológico ( es decir , la plaga). No se ha desarrollado ningún atomizador capaz de producir gotas uniformes (monodispersas), pero los atomizadores rotativos (de disco giratorio y jaula) generalmente producen un espectro de tamaño de gota más uniforme que las boquillas hidráulicas convencionales (ver: Equipos de aplicación CDA y ULV). Otras técnicas de aplicación eficientes incluyen: bandas, cebos, colocación específica de gránulos, tratamientos de semillas y limpieza de malezas.
El uso racional de plaguicidas (ACP) es un buen ejemplo de una tecnología de uso racional de plaguicidas (UPR) (Bateman, 2003), pero lamentablemente ha pasado de moda entre los organismos de financiación pública desde principios de los años 90, ya que muchos creen que todo el desarrollo de plaguicidas debería ser responsabilidad de los fabricantes de plaguicidas. Por otra parte, es poco probable que las empresas de plaguicidas promuevan ampliamente una mejor selección de los productos y, por lo tanto, una reducción de las ventas de plaguicidas, a menos que puedan beneficiarse añadiendo valor a los productos de alguna otra manera. El UPR contrasta radicalmente con la promoción de plaguicidas, y muchas empresas agroquímicas también se han dado cuenta de que la gestión responsable de los productos proporciona una mejor rentabilidad a largo plazo que la venta a presión de un número cada vez menor de nuevas moléculas "bala de plata". Por lo tanto, el UPR puede proporcionar un marco adecuado para la colaboración entre muchas de las partes interesadas en la protección de los cultivos.
Comprender la biología y el ciclo de vida de la plaga también es un factor importante para determinar el tamaño de las gotas. El Servicio de Investigación Agrícola , por ejemplo, ha realizado pruebas para determinar el tamaño ideal de las gotas de un pesticida utilizado para combatir los gusanos elotero del maíz . Descubrieron que, para ser eficaz, el pesticida debe penetrar a través de la seda del maíz, donde eclosionan las larvas del gusano elotero. La investigación concluyó que las gotas más grandes del pesticida penetraban mejor la seda del maíz objetivo. [12] Saber dónde se origina la destrucción de la plaga es crucial para determinar la cantidad de pesticida necesaria.
Garantizar la calidad de los pulverizadores mediante pruebas y el establecimiento de estándares para los equipos de aplicación es importante para garantizar que los usuarios obtengan una buena relación calidad-precio. [13] Dado que la mayoría de los equipos utilizan varias boquillas hidráulicas, varias iniciativas han intentado clasificar la calidad de la pulverización, comenzando con el sistema BCPC. [14] [15]
Los bordes de las carreteras reciben cantidades importantes de herbicidas, tanto aplicados intencionalmente para su mantenimiento como debido a la deriva de herbicidas de aplicaciones adyacentes. Esto a menudo mata plantas no deseadas. [16]
Ver: pulverización aérea , aplicación de pulverización de volumen ultrabajo , fumigación de cultivos y drones agrícolas .
El control de plagas en el hogar comienza con la restricción de la disponibilidad de tres productos vitales para los insectos: refugio, agua y alimento. Si los insectos se convierten en un problema a pesar de estas medidas, puede resultar necesario controlarlos utilizando métodos químicos, dirigiendo el ingrediente activo hacia la plaga en particular. [17] El repelente de insectos , conocido como "spray para insectos", viene en una botella de plástico o una lata de aerosol . Aplicado a la ropa, los brazos, las piernas y otras extremidades, el uso de estos productos tenderá a ahuyentar a los insectos cercanos. No es un insecticida.
Los insecticidas que se utilizan para matar plagas (con mayor frecuencia insectos y arácnidos ) se presentan principalmente en aerosol y se rocían directamente sobre el insecto o su nido para matarlo. Los aerosoles para moscas matan moscas domésticas , moscas azules , hormigas , cucarachas y otros insectos , y también arañas . Otras preparaciones son gránulos o líquidos que se formulan con cebo que es ingerido por los insectos. Para muchas plagas domésticas, existen trampas de cebo que contienen el pesticida y feromonas o cebos alimenticios. Los aerosoles para grietas y hendiduras se aplican dentro y alrededor de las aberturas de las casas, como zócalos y tuberías. Los pesticidas para controlar las termitas a menudo se inyectan dentro y alrededor de los cimientos de las casas.
Los ingredientes activos de muchos insecticidas domésticos incluyen permetrina y tetrametrina , que actúan sobre el sistema nervioso de insectos y arácnidos.
Los insecticidas en aerosol deben utilizarse únicamente en áreas bien ventiladas, ya que los productos químicos que contienen pueden ser dañinos o mortales para los seres humanos y las mascotas. Todos los productos insecticidas, incluidos los sólidos, los cebos y las trampas con cebo, deben aplicarse de manera que queden fuera del alcance de la vida silvestre, las mascotas y los niños.