Malherbología
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MALHERBOLOGÍA 24−2−99 Manuela Buján Departamento Biología Vegetal Facultad de Veterinaria. Pabellón 4− 3ª planta Se pueden hacer dos exámenes, el oficial y uno antes. Hay que hacer un herbario, prácticas de campo y prácticas de laboratorio. Las prácticas serán a partir de mayo. No hay examen de prácticas si se hacen. Hay examen de herbario, de las 50 plantas, como mínimo, que debemos tener. TEMA 1. INTRODUCCIÓN: DEFINICIÓN DE MALHERBOLOGÍA La malherbología es la ciencia que se dedica al estudio de las malas hierbas y al control de las mismas. Como ciencia, con la entomología agrícola y la fitopatología, forma la protección de cultivos. Hasta hace muy poco la malherbología estaba ligada a la agronomía. La malherbología, como ciencia, empieza a dibujarse sobre los años 40, coincidiendo con el descubrimiento del 2−4−D, el primer herbicida orgánico sintetizado. Los Estudios de malas hierbas fueron de la botánica. Los métodos de control nacen con las malas hierbas. En principio eran manuales (arrancado, escarda) y ahora mecanizados. El último en aparecer fue el método químico. Estos métodos de control los estudiaba la agronomía. La malherbología está relacionada con muchas materias: química agrícola, toxicología, botánica, agronomía, fisiología vegetal, edafología, mecánica agrícola, fitotecnia, ecología vegetal y protección de cultivos. Historia En 1951, en EE.UU., aparece la primera revista sobre malas hierbas, y en 1950 se crea la primera asociación americana. Los siguientes fueron los colombianos, que crearon la asociación Colombiana de Malherbología. Luego se creó la Sociedad Latinoamericana de Malherbología. Los europeos comenzaron en Inglaterra, en 1975, creando la Sociedad Europea de Malherbología. En España aparece la Sociedad Española de Malherbología (SEMh), que agrupa a 200 − 300 socios de instituciones muy diversas (casas comerciales, instituciones públicas, privadas...). Se dedica a organizar Congresos, grupos de trabajo, y trabaja una sección que se dedica al estudio y publicación de resistencias a 1 herbicidas, de las malas hierbas. El año pasado se creó la sociedad Española de Conservación, que se dedica a los suelos, principalmente. Se estudian las malas hierbas, porque se intenta abandonar el laboreo. Docencia Se impartía en EE.UU. en 1961. En España comenzó en Lugo hace 5 años. Antes se impartía algo como parte de otras asignaturas. ¿Cómo hacer el herbario? Llevar: bolsa plástica, lápiz, papel, cuchillo. En la etiqueta anotar: + lugar de recogida + hábitat: cuneta, borde cultivo (tipo)... + fecha Se meten en la nevera, para conservarlas. Si el tiempo es muy seco se le echa agua. Se coge más de 1 planta, porque una se usa para la identificación. Se pueden identificar prensadas. Las plantas no se deben meter dentro del periódico, porque se pierde mucho tiempo. Etiqueta definitiva Debe llevar: • Familia: en latín o castellano. En latín va con cursiva o subrayado. • Género • Especie • Fecha de recogida • Lugar • Hábitat • Leg: quién cogió la planta • Det: quién la determinó 25−2−99 TEMA 2. DEFINICIÓN DE MALAS HIERBAS Mala hierba tiene varias definiciones, según la concepción que se de. Las definiciones de mala hierba se clasifican en: • Antropocéntricas o malherbológicas: planta que crece no deseada. 2 Tiene un componente subjetivo muy alto. Ej: los agricultores llaman malas hierbas a las plantas que interfieren con el cultivo. No hay criterio científico. La Sociedad Europea de Malherbología define mala hierba como cualquier planta, o vegetación, que interviene con los objetivos o necesidades del hombre. • Ecológicas Dicen que las malas hierbas deben definirse atendiendo a sus propiedades biológicas que las distinguen. Son capaces de colonizar, y mantenerse, en un terreno a pesar de las alteraciones. Hay un criterio científico para definir las malas hierbas. Plantas que son pioneras en el caso especial de sucesión secundaria que acontecen en los campos cíclicamente sometidas a laboreo (bunting, 1960). • mixtas Cogen de las dos anteriores. Organismo no deseado que se desarrolla bien en hábitats alterados por el hombre (Harlan, 1965). Planta que crece siempre de forma predominante en situaciones marcadamente alteradas por el hombre y que resulta no deseable por él en un lugar y momento determinado (Pujadas, 1988) Se incluye el tiempo y el lugar. La chufa, que se usa para la horchata, en Galicia es una mala hierba y en Valencia se cultiva. Nosotros vamos a usar la definición de mala hierba que la considera como cualquier planta o vegetación que interfiere con los objetivos del hombre. Especies o individuos A veces se considera mala hierba a la especie y otras veces al individuo. El término El término mala hierba no está definido y no aparece en el diccionario. Alguna gente no usa mala hierba, por el significado del adjetivo mala, porque estas plantas no siempre son malas. Por esto se usan otros términos como maleza (se usa mucho en Sudamérica). En el campo con maleza se refieren a matorrales, o restos de bosque, no a malas hierbas de una huerta. En inglés se usa weeds y en francés se usa malas hierbas, pero se empieza a usar el término adventicio, que se copia en España. En principio adventicio se refiere a algo que viene y no se mantiene, no a lo que se entiende como mala hierba. Hay otro término más adecuado, que es hierba parantrópica (plantas que se desarrollan ligadas a actividades humanas). Perjuicios de las malas hierbas y beneficios 3 El principal perjuicio es que reducen la producción por competencia con el cultivo (agua, luz y nutrientes). Otra interferencia que pueden causar es la alelopatía (desprenden sustancias). También pueden dar lugar a la contaminación de la cosecha. Favorecen las heladas. Interfieren con la maquinaria. Son intermediarias en algunas fases del desarrollo de patógenos en el cultivo. Los beneficios también existen. Pueden ser hospedantes de algunas fases de animales y hongos que controlan patógenos. Favorecen la infiltración de agua, por hacer canales en el suelo, disminuyendo la escorrentía y evitando la erosión del suelo. Aportan nutrientes al suelo, al morir. Características biológicas Tiene una serie de características que hacen que puedan competir con cultivos. • Facilidad de dispersión Tiene estructuras que les permiten dispersarse muy fácilmente, en algunos casos por el viento, por animales (ganchos, sustancias adherentes), por el agua (se dispersan por flotación) o al recoger la cosecha (con la alfalfa va la cuscuta, que posee semillas muy similares). • Capacidad de persistencia Es una ventaja de las malas hierbas. Debido a esto son un problema Esto se debe a que muchas tiene elevada capacidad de producir semilla (más de 100.000 semillas cada planta). Otra característica es el largo periodo de viabilidad de las semillas (pueden germinar hasta 10 años después de la producción). Los rizomas y bulbos pueden ser viables mucho tiempo (en la chufa permanecen hasta 40 años). Suelen tener germinación escalonada, a lo largo del año o en años sucesivos. Algunas no germinan no sólo cánido las condiciones son adecuadas. cuando hay buenas condiciones germinan unas pocas, a los pocos días otras pocas... De todas las semillas que hay en el suelo no germinan todas el mismo año, habiendo una reserva en el suelo. Generalmente tienen importante plasticidad fisiológica. Son capaces de desarrollarse en condiciones muy adversas. También tienen elevada plasticidad genética. Esto permite adaptarse, fácilmente, a circunstancias nuevas. • Competencia 4 La competencia se establece con el cultivo por luz, agua y nutrientes. Las malas hierbas suelen tener adaptaciones que permiten competir más fácilmente. Una de las características es su elevada densidad. A mayor número de plantas, en el cultivo, mayor ventaja competitiva. Otra característica es la nascencia sincronizada. Las malas hierbas con nascencia al mismo tiempo que el cultivo serán las más adaptadas a él. El vigor es importante. Suelen tener elevado vigor y rápido desarrollo inicial, sobre todo las perennes. La morfología y la fisiología de la planta influyen en la competencia. Si el desarrollo radicular es importante son más competitivas por ocupar antes el espacio subterráneo. Las de mayor altura y superficie foliar son más competitivas, porque pueden sombrear, fácilmente, el cultivo. Las plantas C−4 son más eficaces fotosintéticamente, con lo que son más competitivas con el cultivo. Las malas hierbas pueden producir toxinas que inhiben el desarrollo de los cultivos. Ej: labazas Las plantas trepadoras son muy competitivas, por enrollarse a la hoja. Ej: vicias La capacidad de rebrote favorece la competencia. Si las plantas no rebrotan con una siega se eliminan. Si rebrotan la siega no vale para nada. Los rizomas y estolones son importantes porque las plantas con reservas en el suelo crecen con gran vigor. TEMA 3: CLASIFICACIÓN DE MALAS HIERBAS Hábitat • Arvenses Se desarrollan en los campos de cultivo y jardines, adaptadas a intenso laboreo. Hoy en día en muchos cultivos no se laborea. Con el no laboreo, y el mínimo laboreo, las plantas allí adaptadas disminuyen, y aparecen las que están adaptadas a no laboreo o mínimo. • Ruderales Aparecen cuando no hay laboreo o es mínimo. Las arvenses suelen tener germinación escalonada y características para resistir en el terreno. Las ruderales tiene diferentes características. Se instalan en los bordes de cultivos o vías. Las ruderales no suelen tener germinación escalonada, porque no tienen que adaptarse a los trabajos humanos. Producen muchas semillas y tienen características para ocupar, rápidamente, el suelo, pero no para persistir. Las arvenses suelen ser plantas anuales y las ruderales bianuales. Cuando en el cultivo no se laborea las condiciones son semejantes a una cuneta y esas plantas ruderales se instalan en el cultivo. • Invasoras de dehesas, praderas y pastos Están muy adaptadas a siegas. Suelen tener alto porcentaje de perennes, por ser favorecidas por siegas y 5 cortes. Ej: lavazas, margaritas • Arvenses forestales Malas hierbas de una repoblación forestal. Pueden ser herbáceas o leñosas • Acuáticas Hay desde las que se instalan en bordes de canales, las que están en la superficie del agua hasta las del interior del agua. 10−3−99 Cuando no se laborea las plantas arvenses no ocupan el terreno, sino que lo ocupan las ruderales. Los pastos llevan un control de malas hierbas diferente a las zonas de cultivo, con lo que hay plantas adaptadas a esa situación. Las acuáticas pueden dar lugar a problemas en canales de riego. • Urbanas Plantas que interfieren en las construcciones humanas. Ej: plantas que crecen en tejados, alcantarillas... Suelen ser rupícolas. Ciclo de vida • Anuales Completan su ciclo de vida en un año. Muchas veces se clasifican en función de la época del año en que florecen. En Galicia son: + invierno−primaverales: germinan en invierno y florecen en primavera + verano−otoñales • Bianuales Son plantas que en el primer año desarrollan su parte vegetativa y florecen y germinan en el segundo año. Ej: Verbascum, muchas de las que tienen roseta Son muy abundantes en pastos, praderas y jardines, en cultivos donde se siega mucho. Las plantas anuales son abundantes en campos donde se laborea • Perennes Viven más de 2 años y tienen órganos que persisten en el suelo. 6 Son difíciles de controlar. las estructuras perennes son: • estolones: no subterráneos (como las fresas). Ej: grama • rizomas: subterráneo. Ej: Sorbum haelepenses, aparece en bordes de carreteras y se parece al maíz • tubérculos: Cyperus sculentus (de él sale la horchata). Las raíces están engrosadas • bulbos: se origina en el tallo. Ej: Allium vineale • Raíz rizomatosa: raíz que crece por debajo del suelo como los estolones. Ej: correola (Convolvulus arvenses), con rizomas de hasta 3 m Las perennes causan grandes problemas en campos donde se aplican herbicidas y no se laborea. Tipo biológico • Terófitos Ej: amapola La estructura de persistencia es la semilla. Corresponde con plantas anuales. • Hemicriptófitos Plantas cuyas yemas de reemplazo están a ras de suelo. Muy abundantes en pastos porque al segar no se toca la yema. • Geófitos Yemas de reemplazo por debajo del suelo. Corresponde con las perennes. • Helófitos Viven en los suelos encharcados y tiene la parte aérea fuera del agua. • Hidrófitos Son plantas acuáticas, con órganos flotantes. • Caméfitos Yemas de reemplazo situadas a menos de 25 cm del suelo. • Fanerófitos Yemas de reemplazo situadas por encima de 25 cm del suelo. Tanto los caméfitos, como los geófitos y algunos hidrófilos y heliófitos son perennes. 11−3−99 fenología 7 • Invierno Germinan en invierno y florecen en primavera. • Verano Germinan en primavera y fructifican en otoño. Corología La corología se refiere a la distribución de las plantas. • Endémicas Su área de distribución es muy reducida. Algunas malas hierbas desaparecieron por desaparecer algunos tipos de cultivos y laboreo. • Cosmopolitas Cuándo ocupan un área más extensa. Aparecen en todo el planeta. • Subcosmopolitas Ocupan casi todos los continentes. Las demás plantas se clasifican según la región biogeográfica donde se distribuyen. Galicia pertenece a 2 regiones. La vid se cultiva en las zonas de clima mediterráneo. El origen de una mala hierba es muy importante en el caso de plantas introducidas, porque nos va a decir si va a prosperar o no en nuestra zona. Ej: una planta de la India aquí no prospera pero una sudafricana, en la costa, prospera muy bien. Ecología En función de las características edáficas. • Calcícolas pH alto. • Silicícola pH bajo. Algunas son muy exclusivas y otras crecen bien en cualquier tipo de suelo. La textura también puede limitar el desarrollo de las malas hierbas (las hay que crecen mejor en suelos arcillosos que arenosos). Por cultivos 8 Hay listados de malas hierbas según el cultivo en el que se desarrollan preferentemente. A veces se separan las de cultivos de secano de las de cultivos de riego. Interacciona el cultivo, el área geográfica y el tipo de suelo. El cultivo influye en la competencia por el tipo de manejo y por la distribución vegetativa del mismo. Taxonomía La gran diferencia está entre mono y dicotiledóneas. Luego se mira familia, género y especie. Lo de planta de hoja ancha se refiere a dicotiledóneas y lo de hoja estrecha a monocotiledóneas. 17−3−99 TEMA 4: ECOLOGÍA DE LAS MALAS HIERBAS Los niveles de organización de un ecosistema agrícola son: + Primer nivel: individuo + Segundo nivel: población Conjunto de individuos de la misma especie. + Tercer nivel: comunidad Conjunto de poblaciones diferentes. Conjunto de diferentes especies que se dan en una zona determinada. + Cuarto nivel: agroecosistema Estudio de las comunidades de malas hierbas con relación al cultivo y a otros factores bióticos y abióticos. Interacción con los insectos, mamíferos... o factores abióticos como factores edáficos, climáticos. Para poder saber como funciona una población tenemos que conocer la estructura de la población. Esto da lugar a conocer la estructura de los individuos por estados funcionales (si están en estado de semilla, de plántula..) Y también debemos conocer su dinámica, que se refiere a los nacimientos, muertes y reproducción. Demografía Estudio de las poblaciones de malas hierbas. Las malas hierbas anuales producen, en general, gran cantidad de semillas que se acumulan en el suelo agrícola, constituyendo el banco de semillas. En el origen del ciclo de vida de las malas hierbas anuales, en el caso de las malas hierbas perennes, en el banco pueden existir propágulos, bulbos... Hay dos aspectos importantes para conocer la demografía de una población que son la latencia y la germinación. La mayor parte de las semillas del banco del suelo están en estado de latencia, pudiendo estar la germinación bloqueada por varios factores externos e internos: 9 + Factores internos: • Agente físico: tipo de tegumento que tienen las semillas. Algunos tegumentos impiden la entrada de agua y de oxígeno. • Agentes químicos: inhiben la germinación (semilla en latencia) Hay otro tipo de agentes internos. Las semillas, cuando llegan al suelo puede que tengan el embrión inmaduro, entonces las semillas no germinan. + Factores externos: funcionan inhibiendo y desinhibiendo la latencia son: temperatura, humedad, concentración de oxígeno, concentración de CO2 e, incluso, luz. Una vez que las semillas caen al suelo y se tienen las condiciones favorables para la ruptura de la latencia, se puede producir la germinación escalonada (no todas las semillas germinan a la vez, aunque las condiciones sean óptimas), germinación entre un 2 y un 20% de las semillas de una población que hay en un campo agrícola. Ejemplos: *Bromus blandius (gramínea ruderal) Crecen al mismo tiempo y es posible el control. *Chenopodium album (cenizo) Sólo el 0,2% germina. El resto está en la reserva del suelo. *Stellaria media (maruxa) Se produce el nacimiento de 0,5% plantas por semillas en el suelo. *Solanum nigrum Germina el 1%. *Viola arvensis Germina el 14%. *Fallopia convolvulus Germina el 12%. *Papaver rhoeas (amapola) Germina el 3%. Hay que tener en cuenta: + las malas hierbas tienen capacidad para persistir. 10 + el % de germinación que tengan + el escalonamiento Una vez que germinan las plántulas hay un porcentaje muy bajo que llega a estado adulto, por diferentes factores, desde el laboreo, hasta factores ambientales como: heladas, sequías, patógenos... Las malas hierbas presentan muchos depredadores en estado de plántula. El índice de mortandad de las plántulas suele ser de un 10 a un 95% de las plantas que emergen del suelo, el resto de las que sobreviven llegan a adultos. En este estado su función básica es la reproducción. Cuántas más semillas la semilla tiene tamaño más pequeño. Cuántas menos semillas hay el tamaño es más grande. Amarantus y maruxas tienen semillas muy pequeñas. Con todos estos datos (banco de semillas, germinación, nascencia, número de plántulas, adultos y dispersión de estas semillas que llegan al suelo) se hacen unos ciclos o modelos poblacionales de los cuales se extraen ecuaciones matemáticas que nos dan predicciones del aumento o disminución de las malas hierbas. Esquema de un ciclo de una mala hierba 21 plantas de avena adulta producen 624 semillas. De estas 70 van con el grano y la paja que se retira del cultivo, 187 son quemadas y depredadas, 256 se incorporan al banco de semillas, y algunas aparecen en estado de latencia, de las que germinan algunas. Muchas de estas se mueren y sólo muy pocas llegan a estado adulto. Cuando una población se establece en un campo de cultivo el tamaño que va a adquirir, va a depender de factores intrínsecos, que se refieren a la densidad de la población, de factores que no están relacionados con la densidad de la población y de factores antrópicos. Depende de la cantidad de plantas. Si no actuamos sobre esa mala hierba el número de individuos aumenta. La población no crece indefinidamente sino que llega un momento en que se estabiliza. Cuando la densidad es muy alta entre ellos se produce una competencia tan fuerte que se estabilizan (agua, luz y nutrientes van a reducir la población hasta un número determinado). El tamaño de la población está influido por factores externos que no dependen de la densidad: factores climatológicos y biológicos, una sequía (se puede predecir por ciertos factores climatológicos que se repiten. El tamaño de la población también puede estar regulado por estos) heladas primaverales... Los factores antrópicos vienen por la acción directa humana sobre el tamaño de las poblaciones (tipo de acción que realizamos nosotros contra las malas hierbas) 18−3−99 TEMA 5: COMUNIDADES DE MALAS HIERBAS Dinámica de las malas hierbas Hay dos estrategias fundamentales en las malas hierbas: + Oportunista 11 Son plantas que generalmente producen muchas semillas, que no tienen generalmente germinación escalonada, ni latencia, aprovechando un momento determinado para invadir cierta área. Corresponden a malas hierbas generalmente ruderales. En un momento favorable infestan rápidamente una zona. + Persistencia Aquellas plantas que no suelen producir grandes infestaciones, pero tienen latencia y germinación escalonada, conservan sus semillas a lo largo del tiempo. Corresponden generalmente a las malas hierbas arvenses. En un campo de cultivo vamos a encontrarnos con numerosas poblaciones, con lo que la comunidad de malas hierbas (conjunto de poblaciones) va a ser mixta (de varias especies). En general el número de especies varía en función de los cultivos arbóreos leñosos (hasta 50 poblaciones diferentes de malas hierbas) y de la intensidad de laboreo (si hay menos diversidad hay menos tipos diferentes). Que tengamos unas u otras malas hierbas depende de condiciones agroecológicas. Características naturales El catálogo florístico de una comunidad de malas hierbas va a depender de: + el clima (atlántico, mediterráneo) + Características del suelo: • textura: arenoso, arcillosa, franco, mixtas • pH: ácido, básico • salinidad • humedad Existen factores que podemos modificar para las malas hierbas. Por ej, en un patatal se desarrollan juncos, en zonas húmedas y encharcadas, con lo que con un drenaje se modifican los factores edáficos. Hay comunidades que se desarrollan en función del abono que utilizamos. El abono es portador de semillas y propágulos. También ocurre con las modificaciones que se hacen en el suelo (variación de las características del suelo). Las comunidades de malas hierbas van a variar en función del cultivo de que se trata (establecidas y determinadas). Esto se debe a la época en que se establezca el cultivo, al ciclo biológico del cultivo (corto, largo) y a laos requerimientos que tenga el cultivo de agua, luz y nutrientes (en secano aparece una viña y en regadío kiwi) y al manejo que se haga del cultivo (determina las comunidades de malas hierbas). Las comunidades no se establecen en el tiempo sino que hay una dinámica que puede variar a lo largo del tiempo en función de diferentes factores. Por ejemplo: + la rotación de un cultivo que se establece en una determinada zona (se favorecen comunidades de malas hierbas en decrimento de otras). En monocultivo las comunidades de malas hierbas se hacen más monoespecíficas y se reduce la diversidad. Esto tiene problemas añadidos por la utilización de herbicidas, donde se usa una materia activa durante mucho tiempo. 12 En monocultivos aparece una o dos malas hierbas y siempre usamos el mismo herbicida y la población aumenta la resistencia. Cuánto mas diferentes son los cultivos de las rotaciones más varía el manejo la forma y la densidad, con lo que equilibramos las poblaciones y tenemos poblaciones de malas hierbas distintas. + Método de control que hagamos de las malas hierbas. Utilizamos un herbicida con el mismo modo de acción, y se van a desarrollar las malas hierbas que no se ven afectadas por la materia activa utilizada. Por esto es conveniente planificar los diferentes métodos de control para no dejar que las malas hierbas se acostumbren al método que utilicemos. Hay que rotar los herbicidas, unos por otros y los métodos de utilización. 24−3−99 El agrosistema incluye todo lo relacionado con el cultivo. Actualmente se tiende a una producción integrada y hay que tener en cuenta todos los aspectos relacionados con el cultivo (del cultivo y de los parámetros que le puedan influir, no sólo las malas hierbas (estructura del suelo, agua y humedad, aireación..)). Hay otros aspectos que se deben de tener en cuenta a la hora de hacer una labor para eliminar las malas hierbas. No se pueden hacer las cosas por separado. La producción integrada pretende conseguir un aumento de la producción, un impacto mínimo del medio ambiental, estabilidad, utilizar todos los recursos disponibles... El sistema ha de ser equilibrado. Se tienen que equilibras los diferentes sistemas (no me puedo dedicar a quitar todas las malas hierbas sin tener en cuenta los otros factores o como puede afectar al cultivo). TEMA 6: INTERFERENCIA MALAS HIERBAS− CULTIVO Abarca, también, la competencia (pero no es lo mismo). Las malas hierbas interfieren en el crecimiento y desarrollo del cultivo (la presencia de malas hierbas disminuye el rendimiento). Esta reducción de la producción puede ser causada por tres tipos de interferencias: + competencia + alelopatía + parasitismo Competencia Es el proceso por el cual las plantas que conviven en un mismo lugar tratan de obtener los mismos recursos (agua, luz y nutrientes) Alelopatía Consiste en que una planta emite una sustancia tóxica al ambiente que inhibe el crecimiento, y desarrollo, de otra planta. Parasitismo Es una forma particular de interferencia. Son plantas que se desarrollan en, o sobre, otras plantas y que 13 absorben los principios nutritivos de la planta huésped. Ej: orobanche en leguminosa, que no fotosintetizan, la cuscuta, que no tiene clorofila o el muérdago. En el campo la competencia y la alelopatía no se diferencian, generalmente, aunque sí es fácil diferenciarlo experimentalmente. La labaza es alelopática cuando se descomponen las hojas, que liberan sustancias alelopáticas, al igual que las hojas de eucalipto, la flor del tojos o algunas variedades de calabaza. Las sustancias alelopáticas se usan para interferir, pero también para poder desarrollarse las plantas. La interferencia más importante es la producida por competencia. Primero se estudian los factores limitantes del medio y estos serán los motivos de la competencia (si hay mucho agua, las plantas no competirán, pero si hay poca sí). Si no hay factor limitante no hay competencia. Competencia por agua Es la más importante en cultivos de secano. Se inicia la competencia por el agua cuando el sistema radicular de las malas hierbas se empieza a desarrollar y se desarrolla más que las raíces del cultivo. Competirán muy bien por el agua las malas hierbas con un sistema radicular muy desarrollado, aquellas que tengan una germinación coordinada con el cultivo, y aquellas que transpiren mayor cantidad de agua. Estas son las que más compiten y las que se deben controlar. Unas diferencias de un 10−15% de malas hierbas en cobertura en el suelo en otro suponen una gran extracción de agua. Controlar la cantidad de agua que tienes en los diferentes estadíos de cultivo es interesante para controlar las malas hierbas en relación a la competencia por el agua. Si las tenemos controladas podemos evitar, incluso, el riego. 25−3−99 Competencia por la luz Una vez que germinaron las malas hierbas y el cultivo. Serán más competitivas aquellas que tengan un mayor desarrollo inicial, las que tengan coordinado su desarrollo con el cultivo (sincronización) y que tengan una mayor área foliar (o que sean trepadoras). Todo esto hace que se sombree el cultivo, provocando un etiolado. Crecen en altura pero pierden en estructura de materia y en producción. Hay que evitar esto en los primeros estadios del cultivo y por eso se hacen labores antes y al principio del cultivo. Competencia por los nutrientes Si son tomados por las malas hierbas no los toma el cultivo y, si el nutriente es limitante, el cultivo puede mostrar una deficiencia en ese nutriente disminuyendo la producción. Hay malas hierbas más exigentes en unos determinados nutrientes. Aunque haya pocas malas hierbas se observa de igual modo una disminución de la producción. TEMA 7: ESTUDIOS DE COMPETENCIA Controlando las épocas en las que el cultivo requiere esos factores limitantes y reduciendo, y controlando, las 14 malas hierbas, se pueden evitar algunas aportaciones sin que por ello disminuya la producción. Estos estudios se hacen en pequeñas parcelas de ensayo. Se suelen hacer dos tipos de controles, uno libre de malas hierbas y otro dejando que estas se desarrollen (dos cultivos blanco). A partir de ahí se hacen controles racionales, donde se experimentaría y donde de dejan desarrollar algún porcentaje de malas comprobando y mirando lo que es económico... Otro estudio es el de mirar en que época se deben de dar los tratamientos para así reducir la competencia (no es lo mismo que las malas hierbas estén en la germinación que en la maduración..) La reducción de la producción no es la misma. Estos estudios se hacen de un modo similar, una parcela con malas hierbas y otras sin ellas (luego parcelas intermedias, dejando las malas hierbas 15 días y eliminándolas. Viendo la reacción y la reducción de competencia, otra dejándolas 30 días, eliminando y controlando.. Así hasta ver cuando es óptimo y más rentable eliminar las malas hierbas) o al revés mirando el tiempo que dejo el cultivo libre de malas hierbas y cuando dejo que se desarrollen. 7−4−99 Periodo de competencia No todo el ciclo de cultivo hay que mantenerlo limpio de malas hierbas, sino que hay un periodo donde es más importante. A ese periodo se le llama periodo crítico de competencia. Cada cultivo, y variedad, tiene un periodo crítico de competencia. A las 8 semanas de desarrollo del cultivo, sin malas hierbas la reducción es del 10% con respecto al blanco (sin hierbas todo el ciclo). Si se mantiene limpio 16 semanas o 22, la pérdida de cultivo es nula. Si el cultivo está limpio durante las primeras 12 semanas no hay que limpiar lo que aparece después. A las 2 semanas con hierbas y con el cultivo limpio después la pérdida es del 2%. Si se escarda, en la primera semana, se obtiene el 100%. Si se dejan las hierbas 6 semanas se pierde un 20% de producción. Además de este periodo hay otros efectos. La presencia de malas hierbas puede acelerar la maduración del fruto y la desecación. En cultivos leñosos el periodo de competencia se establece desde que empieza a brotar y no desde la siembra. TEMA 8: UMBRALES ECONÓMICOS DE TRATAMIENTO Nos indican a partir de que nivel de infestación de una plaga empieza a ser necesario la realización de un tratamiento. Nos permiten reducir el número de tratamientos. En el caso de malas hierbas es la densidad, o el número, de malas hierbas, a partir del cual las pérdidas causadas por esas malas hierbas son mayores, o iguales, al coste de tratamiento. Para saber el umbral económico hay que tener un blanco que da la producción sin hierba, y, en parcelas pequeñas, se deja desarrollar el cultivo con 5 malas hierbas/m2, con 20 malas hierbas/ m2... y se ven los rendimientos en cada parcela. Esto da una curva y el umbral económico dependerá de lo que cuesta el tratamiento. El umbral económico está muy bien cuando se habla de decisiones en un caso muy concreto, porque establece un número mínimo de plantas, pero, dependiendo del tipo de mala hierba, algunas plantas pueden llegar a florecer, y dar semilla, en ese periodo de tiempo. En ese caso el umbral económico no nos vale porque al año siguiente tendremos muchas más. 15 El umbral, sin tener en cuenta la biología de la planta es el umbral a corto plazo. A veces hay que modificar el número de individuos/m2 (generalmente se baja) porque hay plantas que se van a desarrollar más si se usa ese umbral, aunque económicamente no sea rentable. Este umbral se denomina a largo plazo y es inferior al umbral a corto plazo. Con el umbral económico a largo plazo se reduce la población. El umbral a corto plazo se usa para plantas que persisten en el tiempo (hay un banco de semillas, muy grande, en el suelo). Cuándo la planta es de tipo invasor se limpia y, al año siguiente, se reduce la población, por no haber banco de semillas (umbral económico a largo plazo). 8−4−99 El umbral económico a largo plazo está pensado, también, para plantas difíciles de controlar con los métodos de control que tenemos. Si usamos herbicida y algunas plantas no mueren, hay que establecer un umbral más bajo y usar el método de control cuando el número de individuos es escaso. Determinación del umbral El más simple se determina con: C= coste del tratamiento Cuando aumenta el coste del tratamiento el umbral económico es alto. R= rendimiento del cultivo sin malas hierbas P= precio del producto que se cosecha K= coeficiente de pérdida en los rendimientos del cultivo en respuesta a la competencia que ejerce la superficie E= eficacia del método de control Si aumenta la R, si el rendimiento es más alto, el umbral económico es mas bajo. Si R es alto el cultivo es buen competidor con las malas hierbas, el umbral económico es más alto. Si el precio del producto cosechado es más alto el umbral económico es bajo. Los cultivos que se venden a buen precio tienen un control más estricto de las malas hierbas. Cuando aumenta la eficacia del método el umbral económico el umbral económico es bajo. Solamente el coeficiente de competencia es un coeficiente establecido que depende del momento de desarrollo del cultivo. Las otras plantas del cultivo y la integración en conjunto también influyen. BLOQUE: MÉTODOS DE CONTROL Hay métodos: 16 + físicos: térmicos y mecánicos + biológicos +químicos Los primeros que se usaron fueron el manual y los biológicos. Luego aparecieron los físicos y, a finales del siglo pasado, los químicos. En los años 40 empezaron a desarrollarse los primeros herbicidas (2−4−D, fue el primero). Los métodos físicos son: escarda manual, siega y escarda mecánica. TEMA 9: MÉTODOS PREVENTIVOS • Selección de semillas • Vigilancia de los plantones: con la tierra vienen propágulos vegetales de malas hierbas • Una de las fuentes de introducción de malas hierbas son el turismo y el comercio. En Galicia penetran por la costa. • Limpieza de maquinaria • Limpieza de márgenes 14−4−99 TEMA 10: MÉTODOS FÍSICOS Mecánicos + Escarda manual Se refiere a la escarda que se realiza a mano o, manualmente, con algún apero. También se incluye la escarda manual automatizada. La escarda manual, realmente, se usa en muy pocos casos (en cultivos con plástico, en viveros en maceta...). La escarda manual automatizada usa una máquina con manos mecánicas. Es un robot con una cámara que distingue, por colores, el cultivo de la mala hierba. Son experimentales. Se diseñan para cultivos hortícolas, donde se podría trabajar de día y de noche. La escarda manual con aperos se usa cuando la mano de obra es muy barata y cuándo el cultivo es muy caro. También se usa para situaciones muy concretas (si en un cultivo hay una composición de malas hierbas conocida, o una zona con una mala hierba). Controla casi todo tipo de malas hierbas. En sembrados cuando falla la siembra se desarrollan muchas malas hierbas y es rentable la escarda manual. + Siega Es un método menos eficaz y es muy selectivo (favorece el desarrollo de un tipo de plantas con respecto a otras). Las siegan favorecen el desarrollo de hemicriptófitos y terófitos rastreros. Si uno quiere controlar los geófitos hay que hacer siegas continuadas. También hay que tener en cuenta la capacidad de producir semillas en estados muy jóvenes. Esto es un problema en algunas explotaciones con algunas malas hierbas. Ej: la poa saca semillas en cuánto aparece la 17 primera hoja. + Escarda mecánica Hay dos tipos de efectos del laboreo: • Sobre el banco de semilla: cualquier movimiento del suelo provoca la germinación de las semillas de malas hierbas. Los métodos que no mueven el suelo hacen que se haga mayor el banco de semillas • Sobre la explotación de malas hierbas: depende del tipo de apero. El arado de vertedera mata todas las malas hierbas al dar la vuelta al terreno. El arado de discos controla poco, porque no mata todas las malas hierbas. Los aperos que vibran favorecen que se desarraiguen las raíces. Dependiendo de la eficacia de mover el suelo hay que usarlos en un periodo de desarrollo u otro. El arado de vertedera vale para plantas grandes. Hay aperos con ganchos flexibles, que vibran, par sacar malas hierbas. En general el laboreo controla muy bien las plantas anuales. En las plantas perennes el laboreo produce dos efectos, si el apero pone en superficie los tubérculos, rizomas... se secan y el control es bueno, pero hay un efecto negativo por trocear y extender los rizomas, tubérculos... Cualquier tipo de laboreo es más eficaz si se hace con plantas jóvenes. El método más eficaz es la inversión de horizontes, pero hay que ver sus efectos negativos. + Cubiertas Es un método físico, aunque no sea mecánico. Hay: • Cubiertas vivas: entran en los métodos de control biológico • Cubiertas muertas. Entran en los métodos físicos. Se usan plásticos, piedras, corteza, periódicos.. Se trata de materiales que impiden que llegue la luz al suelo, en general, para que no germinen semillas. Un caso especial es usar plástico transparente para la solarización. Se coloca el plástico, sobre el suelo humedecido, en verano. Entre la humedad y la temperatura bajo el plástico se produce una esterilización del suelo. Se levanta el plástico y se pone el cultivo. Los plásticos negros funcionan muy bien para anuales y para perennes depende. Los rizomas y tubérculos pueden sobrevivir y la mala hierba perfora el plástico. El uso de arena, piedras, corteza de pino... funciona bien. 15−4−99 Xunca Manual: se usa con infestación localizada cuando la planta agota las reservas antes de que empiece a desarrollar nuevos tubérculos. Siega: con siegas repetidas 18 Cubierta de plástico negro: no, porque llega a romper el plástico Laboreo: si se consigue que los rizomas queden en superficie para que se sequen. Cuándo se consumen las reservas. Se extiende la planta. Anual Invasora Laboreo: antes de que semille Persistente Laboreo: por tener un banco de semilla y estimularse la germinación a largo plazo se reduce la población. Si no las dejamos germinar se reduce la población Siega: controla las anuales erectas pero no las rastreras Cubiertas: controlan bien las anuales TEMA 11: MÉTODOS DE CONTROL BIOLÓGICO Uso de plantas (métodos de control culturales o ecológicos) Se basa en utilizar sistemas para aumentar la competencia del cultivo con la malas hierba o reducir la competencia de la mala hierba con el cultivo. Se usa la competencia como método de control. Ej: muchas prácticas agrícolas influyen en la aparición y desarrollo de malas hierbas, entre ellas el uso de cultivos sanos y vigorosos, que influyen más sobre las malas hierbas, el mantenimiento del cultivo sano y vigoroso ayuda en la competencia sobre las malas hierbas. El manejo más importante que influye en la competencia es la rotación de cultivos y emplear los más competitivos. Cubiertas vivas Suelen emplearse mucho en cultivos perennes y son muy adecuadas. Se cogen plantas que secan cuando brota el cultivo, si hay problemas de competencia por nutrientes y agua, o se secan. Generalmente las cubiertas se mantienen en los pasillos y no en las líneas del cultivo. Problemas Si se mantiene mucho tiempo una cubierta, ej. De trébol, que no es muy competitivo, se producen malas hierbas. Se produce un cambio en la cantidad de patógenos que pueden afectar al sistema agrícola porque se instala como otro cultivo. 21−4−99 Control biológico Es la utilización de determinadas plantas, animales.. 19 Se trata de introducir patógenos de malas hierbas que ataquen a la parte vegetativa y reproductora con el fin de no dejar que se extiendan. + control biológico clásico o aumentativo Se refiere a la introducción de patógenos a la mala hierba que se quiere controlar y no tiene patógenos que la ataque, porque procede de otras áreas. Si esa mala hierba no tiene patógenos está más favorecida que las demás, si el resto de las condiciones le van bien. Muchos países van al país de origen, estudian y seleccionan los patógenos de la planta que se quiere controlar, se estudian los efectos del patógeno y se mira la especificidad, esto es, que no ataque a las demás plantas. Se mira, también, que no altere la zona (ni plantas, ni animales). La introducción es, generalmente, de insectos (que alteran la parte vegetativa y/o reproductora de la planta). + Control inundativo Se diferencian de los anteriores en el origen del patógeno, y en que requieren una base tecnológica. Los más desarrollados utilizan hongos cono controladores y proceden de la misma zona donde se van a aplicar. Consiste en que ataquen masivamente, esto es, aumentar las poblaciones de los hongos (u otros) atacantes de las malas hierbas que queremos eliminar. Se aplican como si fueran herbicidas. Están encapsulados. Son esporas de hongos que se formulan y se aplican con pulverizadores especiales, con maquinaria parecida a los aplicadores de herbicidas. De todos modos es muy difícil conseguir los determinados hongos, que germinen cuando queramos... También se estudia si ataca, o no, a otras plantas. Hay que mirar que sean estables. Serán además, hongos muy selectivos (no puede atacar a la planta de cultivo ni a las demás plantas que lo rodean). + Control con animales superiores. (peces, mamíferos..) Los peces son carpas, en canales de riego..., las aves son ocas, gallinas... y también se usan vacas ovejas, cabras, conejos... También controlan maleza, arbustos introducidos en parques naturales.. Estos animales son más o menos selectivos, y no comen todas las plantas. TEMA 11: CONTROL QUÍMICO Un herbicida está constituido por la molécula de materia activa, o herbicida, y un formulado. Hay nombres diferentes para formular la molécula: + nombre científico, que es el nombre químico de la molécula (2,4−diclorofenoxiacético). Se refiere a la estructura química de la molécula (N− fosfometilglicina) + nombre común (2,4_D, glifosato) 20 +nombre comercial La molécula de herbicida tiene un solo nombre científico, un nombre común (aunque puede variar un poco según la lengua), pero diferente nombre comercial, en función de la casa que lo comercialice. Herbicida referido a la molécula Los productos químicos (herbicidas) se conocen desde finales del siglo pasado. Las moléculas utilizadas eran sales, ácidos.. fundamentalmente. Desde los años 40 empieza a considerarse el inicio y síntesis de los herbicidas con la aparición del 2,4−D (primer herbicida orgánico sintetizado) que es un herbicida selectivo que mata las dicotiledóneas (malas hierbas de hoja ancha) en los cereales. El 2,4−D es un herbicida hormonal. Desde entonces hay en el mercado más de 160 moléculas de herbicidas registrados. Los herbicidas son compuestos químicos que se aplican a las plantas y que producen una alteración en su estructura o en sus funciones que conduce a la muerte de la planta. Desde que un herbicida es aplicado (a la parte aérea o al suelo) hasta que se muere la planta se suceden una serie de etapas (el conjunto de esas etapas se denomina modo de acción del herbicida). Estas etapas son. + interceptación del herbicida por la planta + retención del herbicida por la planta + penetración del herbicida en la planta a través de la cutícula de las partes verdes (hojas, tallo) + movimiento del herbicida dentro de la planta Si el herbicida fuera aplicado en el suelo hablaríamos de: + interceptación por la raíz + absorción del herbicida por la raíz + movimiento Cuando el herbicida llega al sitio donde tiene que actuar, dentro de la planta, lo hace y, hasta que se produce la muerte, constituye otra fase llamada mecanismo de acción. 22−4−99 Mecanismo de acción El mecanismo de acción se define como la interferencia biofísica o bioquímica impuesta por un biocida que a la menor dosis del mismo produce un efecto letal. Ej: difeniléteres son herbicidas que interfieren en varios procesos y rutas metabólicas, entre ellas de biosíntesis de las clorofilas. El mecanismo de acción se divide en: + primario: acción directa de la molécula de herbicida con una estructura celular. 21 + secundario: proceso fisiológico que se ve afectado por la acción primaria de un herbicida. Ej: las sulfonilureas inhiben la acción de la enzima acetolactatosintasa (ALSasa) y compiten con el substrato. Las moléculas de los herbicidas son similares a las moléculas del sustrato y se colocan en su lugar en la enzima (inhiben de forma competitiva). Se usan 0,2 kg/ha. Las imidiazolinas inhiben pero de diferente forma. Esta inhibición es no competitiva. El inhibidor modifica el sitio de acción, pero se une en otro lugar. Estas acciones son los mecanismos primarios. El secundario se refiere al proceso fisiológico que es afectado. Los dos herbicidas inhiben la biosíntesis de aminoácidos de cadena ramificada. Si tenemos 2 plantas y aplicamos herbicidas aparecerán las que produzcan más sustrato. Principales mecanismos de acción No se incluyen ácidos, sales y aceites. INHIBICIÓN DEL TRANSPORTE ELECTRÓNICO EN LA FOTOSÍNTESIS Algunas actúan sobre el transporte y otras sobre los componentes. De los que actúan sobre el transporte hay dos grupos en función de su mecanismo de acción primario y de su localización en su sitio de acción: + bipiridilos: Dicuat, Paracuat Su mecanismo consiste en desviar los electrones de la cadena de transporte electrónico en el Fotosistema I. Tienen un potencial redox que permite competir con los aceptores celulares. Los complejos de Fe−S ceden los electrones a las moléculas de bipiridilos en lugar de a la ferrodoxina. + Triacinas, triacinonas, ureas, benzonitrilos, uracilos: diurón, bromooxinín, bromacilo Todas ellas son inhibidoras del transporte de electrones en el fotosistema II. Actúan uniéndose a un sitio en la proteína D1 e inhiben o bloquean el flujo de electrones entre la quinona A y la quinona B. Hay muchas malas hierbas resistentes a estas familias. El mecanismo de esta resistencia se da porque las plantas tienen unos aminoácidos cambiados, con lo que la molécula de herbicida no se une bien, pero si se une la quinona. Las plantas se mueren enseguida aplicando Paracuat, porque al bloquearse el transporte de electrones, en presencia de oxígeno molecular se producen grupos tóxicos que oxidan los lípidos de las membranas y destruyen los pigmentos. Se conocen algunas plantas que toleran dosis bajas de bipiridilos porque los sistemas de limpieza de especies de oxígeno oxidado están más desarrollados. Dentro del segundo grupo se pensó que se podrían rotar las moléculas para evitar las resistencias. En principio esto funcionó, porque el sitio era muy próximo. Hay plantas que son resistentes, ahora, a varios de estos 22 herbicidas. Para intentar no tener resistencias hay que rotar los herbicidas con materias activas, totalmente, diferentes. INHIBICIÓN DE RUTAS METABÓLICAS DE LA FOTOSÍNTESIS Se inhiben las enzimas de las rutas. + Aminoácidos Las enzimas son muy apreciadas sobre todo las de aminoácidos esenciales, porque las enzimas que actúan en estas rutas no las tienen los animales. Hoy salen al mercado herbicidas que inhiben las rutas de aminoácidos esenciales porque, a priori, presentan una dosis muy baja. • Ruta de biosíntesis de aminoácidos aromáticos Son los aminoácidos tirosina, triptofano y fenialanina. Esta ruta se denomina ruta de Sikimato y se inhibe por el glifosato. Inhibe la acción de la enzima 5−Enolpiruvinsikimato 3−fosfato (EPSP) que cataliza un paso en la ruta e inhibe la formación de aminoácidos. Es una inhibición competitiva. La carencia de estos aminoácidos tiene muchos efectos secundarios, y paraliza el crecimiento porque el triptofano es un precursor de la hormona del crecimiento AIA. También se observan clorosis en las zonas de crecimiento. Además actúa como quelante de cationes metálicos. Es un herbicida total, pero hay una soja transgénica que los resiste. 28−4−99 • Ruta de biosíntesis de aminoácidos de cadena ramificada Son la lencina, valina e isolencina. Sobre estos aminoácidos actúan varias familias de herbicidas (sulfunilureas, imidiazolinas..) Que inhiben la actividad del enzima Acetalactatosintasa. Las sulfunilureas lo hacen competitivamente, las otras no. Esas familias son selectivas para cultivos muy importantes, se utilizan en dosis bajísimas, son muy eficaces y, en principio, poco tóxicos para animales. − Ruta de biosíntesis de glutamina La glutamina se forma a partir del glutamato, por incorporación del ión amonio. Regulado por la enzima glutaminasintetasa esta se inhibe por la bialafos y el glufosinato de amonio (herbicidas). El glufosinato de amonio es un herbicida de síntesis, total. El bialafos es un herbicida que se obtiene del cultivo de Strepthomicos higroscopicos. Las plantas, cuando se inhiben estas rutas, pensaríamos que se mueren porque no pueden sintetizar las proteínas pero el efecto letal se produce por otras cosas. En el caso del glifosato se observan síntomas de paralización del crecimiento debido a que el triptofano es un intermediario de la síntesis de ácido endolacético 23 y le falta una hormona del crecimiento. Además los otros dos aminoácidos son precursores de compuestos fenólicos (lignina), así como de la síntesis de las clorofilas (síntomas cloróticos).. Otro efecto es que el glifosato es un agente quelante de cationes (tóxico para la planta). La planta no se muere por que no se sintetiza glutamina, sino que lo hace porque se acumula amonio, que es tóxico. En el caso de los aminoácidos de cadena ramificada hay una paralización drástica de la planta que llevará a su muerte, por la acumulación de los aminoácidos lisina y treonino. Hay plantas resistentes y transgénicas al glifosato, que resultaron como consecuencia de la introducción de un gen que produce mucho más enzima blanco que la planta original, o de un gen mutante, que da lugar a cambios en los aminoácidos, y modificaciones en la enzima. − Inhibición de pigmentos fotosintéticos Son herbicidas que inhiben la síntesis de pigmentos fotosintéticos. Estas rutas son muy apreciables por la industria. Se cree que, en principio, no son tóxicos para los animales y sí afectan a rutas vitales de la planta. Hablamos de: + herbicidas que inhiben la ruta de biosíntesis de clorofilas La familia más importante que inhibe esta biosíntesis son los Difeniléteres. La enzima que es inhibida es el Protox (PPO), que es el protoforfirinogenooxidasa. Sin esto esta enzima no se podrá llegar a incorporar al grupo hemo que formaría la clorofila. Incluso la muerte o degradación de la planta no es por la falta de clorofila, sino que se muere antes por un efecto colateral, que es la formación de 02 tóxico a partir de la protoporfirinógeno Ix + Herbicidas que inhiben la ruta de biosíntesis de carotenoides Se inhiben en diferentes puntos de la ruta de los carotenoides (actúan desactivando los oxígenos que se excitan durante el transporte electrónico en la fotosíntesis) Si los oxígenos no se desactivan se volverían tóxicos para la planta. Los carotenoides absorben la energía y a los oxígenos no les pasa nada. Las familias de herbicidas son las Nicotinamilidas que inhiben la acción del enzima fitoenodesaturasa que cataliza la formación de clorofilas y carotenos. Los síntomas son iguales a los Bipiridilos (pero hay diferente mecanismo de acción) − Ácidos grasos los herbicidas son Ariloxifenoxipropionatos y Cicloexanodionas, que son antigramíneas (matan las gramíneas). La causa de su selectividad está en el mecanismo de acción. Los primeros inhiben la acción del enzima AcetilCoAcarboxilasa (ACC oACoAasa). Este enzima es diferente en gramíneas que en otras momocotiledóneas o dicotiledóneas. Los síntomas, de ambos herbicidas, son un aumento de permeabilidad de las membranas celulares saliéndose 24 los enzimas catalíticos, degradando y rompiendo las paredes, con lo que se muere la planta. Los Tiocarbamatos inhiben las elongasas (enzimas que actúan en la última parte de la síntesis de ceras, suberinas y cutinas). Los síntomas son la cutícula dañada, la alteración de los depósitos de ceras, que se reducen y el aumento de transpiración y permeabilidad que tiene un efecto tóxico, con lo que la planta se muere. Muchas veces estos herbicidas se combinan con otros debido a que, al aumentar mucho la transpiración, la planta absorberá mejor el herbicida. 29−4−99 • Celulosa El Diclhlobenil inhibe la síntesis de celulosa. Si no se sintetiza la pared celular las plantas se mueren (se observan los síntomas en las zonas de crecimiento de las raíces y meristemos apicales) ALTERACIÓN DE LA DIVISIÓN CELULAR (MITOSIS) Estos herbicidas se conocen como antimicrotúbulos (estructuras filamentosas de las células, que intervienen en la distribución de los cromosomas en la división celular, distribuyen los orgánulos celulares e indican la disposición de las células de celulosa en la pared celular). De todo el conjunto de herbicidas que producen ese efecto se hacen 3 grupos: • Dinitroanilinas: actúan inhibiendo la polimerización de los microtúbulos. Hay malas hierbas resistentes a eses herbicidas, relacionadas las resistencias con el mecanismo de acción (el punto donde se une a la enzima es algo diferente y el herbicida no se puede unir) • Carbamatos: inhiben la división celular y su mecanismo de acción consiste en actuar sobre los centros de organización de los microtúbulos. Se producen microtúbulos, pero de diferente distribución. • Pronamida (es un herbicida, no una familia)= inhibe, o reduce, la cantidad de proteínas que se requieren para la biosíntesis de los microtúbulos. Los síntomas, tras la aplicación, es que no se realiza la mitosis, o se realiza mal, y se inhibe el crecimiento. Estos herbicidas deben usarse con precaución porque alteran las divisiones celulares de los animales. Las dinitroamitinas no bloquean la tubulina, en animales, porque es diferente a la vegetal. ALTERACIÓN DE LA REGULACIÓN HORMONAL Son moléculas que actúan como las hormonas endógenas de la planta. La hormona es una molécula producida en muy poca cantidad que actúa regulando el crecimiento. El herbicida, a dosis muy baja, funciona como una hormona. En una planta no todos los tejidos crecen a la vez. La cantidad de hormona que hay en cada orgánulo se regula. El AIA (ácido indolacético) es una auxina natural y las auxinas sintéticas actúan como él. Al aplicar en la planta una hormona sintética aplicamos gran cantidad. Se destruye el AIA cuándo no hace falta o se conjuga (se le une otra molécula para que no actúe). Cuándo se necesita AIA se desbloquea o se produce más. Al aplicar el herbicida la planta no es capaz de destruir, ni conjugar, estas moléculas. La planta se muere por exceso de crecimiento. Se observa decaimiento, y callos en los talles, a los pocos días. Hay veces en que los síntomas se confunden con virosis. 25 En este herbicida se ven muchas derivas porque llevan dosis muy altas, y las plantas son muy sensibles. En esta clase están los herbicidas derivados de: + ácido clorofenosiacético, como el 2,4−D, el MCPA, el 2,4,5−T (agente naranja). Son herbicidas anticotiledóneas y se usan como selectivos en cereales, al no verse afectadas las gramíneas. + ácido benzoico, como el MCPB, que se usa como selectivo en guisante porque, al entrar en la planta no es activo, pero se hidroliza, y se convierte en MCPA. No mata al guisante porque no se puede hidrolizar en él. + ácido picolínico, como el Piclorán, que se usa en leñosas y en inyección. TEMA 12: INTERCEPCIÓN Y RETENCIÓN POR LA PLANTA La intercepción se refiere a la fase en que se aplica el herbicida y la planta se pone en contacto con él. Que un herbicida toque, o no, a la planta depende de: + el formulado: pulverizado, en grano + de la parte de la planta Si se echan bolitas, para matar plantas de hoja estrecha, el herbicida ni toca a la planta. Las dicotiledóneas interceptan mejor el herbicida aplicado a la parte aérea. En los herbicidas aplicados en el suelo depende de: + el granulado: líquido o en gránulo + la posición de las hierbas en profundidad: Se usan como herbicidas de preemergencia o en plantas pequeñas. La raíz de la planta debe interceptar el herbicida. Retención La selectividad de algunos herbicidas es por la retención por parte de unas plantas. Las gramíneas interceptan el herbicida, pero no lo retienen casi, y, por eso, no mueren y el herbicida es selectivo. 31−5−99 Influye la forma de la hoja y su pilosidad. Las hojas con pelos y morfología rugosa retienen mejor el herbicida. También influye el tipo de formulación. Hay herbicidas que para distribuirlos usan el aceite, en lugar de agua. Si la formulación es en grano es menos retenido por las hojas. Para que el herbicida quede en la hoja se echan sulfatantes o mojantes. Eso viene en el formulado o se le añade paralelamente. 26 Influyen las características de la aplicación. Influye el tamaño de la gota aplicada y el volumen de líquido que pulverizas. Las plantas retienen mejor el herbicida pulverizado a ultrabajo volumen (gotas pequeñas a gran presión). Los factores ambientales también influyen y el mayor es la lluvia. Normalmente hay que esperar más tiempo del que pone el bote (normalmente el doble), antes de que llueva y sea efectivo. Esto es para los que penetran en la parte aérea porque los que penetran en el suelo necesitan que llueva. El viento es importante y no debe existir ni cuando se aplica ni tras la aplicación. Estas consideraciones ayudan a que un producto sea efectivo a la menor dosis. Intercepción Lo primero es atravesar la cutícula y esto depende del grosor y de la composición. Cuánto más cera, más grande es la cutícula y más vieja la planta, y es más difícil que el herbicida penetre. Las plantas tienen dos vías de entrada según la solubilidad: + por la vía de las ceras: liposoluble + por la vía con menos ceras: hidrosoluble También depende de la ionización de las partículas del herbicida (Ej: Paraquat, que se disocia en cationes, entra mejor que las que se disocian en aniones). Pueden entrar por los estomas pero, en su mayoría, están en el envés, y no es muy fácil que entre el herbicida. Una vez que entra se puede mover vía: + apoplasto: zonas internas muertas (xilema...) y espacios intercelulares + simplasto: conjunto vivo de las células Hay herbicidas que entran a través de las raíces con el agua. Algunos herbicidas realizan movimientos muy cortos en la planta (herbicidas de contacto) y otros muy largos (herbicida sistémico o traslocable). Ej: Paraquat es un herbicida de contacto. Un herbicida de contacto actúa en ese sitio, se almacena en las vacuolas o se conjuga con otra molécula haciéndola inactiva. En estos dos últimos casos la planta resiste al herbicida. Los herbicidas sistémicos se mueven por el simplasto y el apoplasto, por el simplasto o por el apoplasto. Los que se mueven por el simplasto (usan el floema para moverse) se aplican en la parte aérea y se mueven con la corriente de sustancias fotosintetizables. Esto determina la dosis de aplicación. Si sabemos que se mueve por un sistema vivo la dosis no debe superar la recomendación, porque se inactiva el herbicida, al matar la planta antes de llegar a los tubérculos. 27 Además determina la época de aplicación. Para matar plantas anuales hay que echar el herbicida antes de que crezcan. Sin embargo una perenne, con rizomas o tubérculos, hay que matarla cuándo ha crecido algo y ha formado azúcares, tras agotar los del bulbo. Otros factores que influyen son los ambientales, viéndose sus efectos antes cuándo el tiempo es favorable para el crecimiento de las plantas (hay humedad, algo de calor...) Un herbicida que se mueve por el xilema son la mayoría de los de preemergencia o presiembra. Los de preemergencia se echan antes de salir las malas hierbas o entre la siembra y la emergencia del cultivo. Estos herbicidas se dirigen hacia las zonas donde se fotosintetizan, con el agua y los nutrientes. Muchas de estas moléculas pueden ser tóxicas para la planta, por lo que una dosis mayor de la recomendada no es tan perjudicial. 1−6−99 TEMA 13: PELIGROS DE LOS HERBICIDAS Toxicidad de los herbicidas Viene dado por el DL−50 (dosis a que es letal, al 50%). Es la dosis letal de herbicida a la cual se mueren el 50% de los individuos. Los ensayos se hacen en ratas, peces y abejas, y los datos se refieren a ingestión, contacto o inhalación. Si no dice nada se refiere a ingestión. La toxicidad muchas veces se relaciona con lo drástico que es el herbicida, pero esto no es real. Residuos Hay que tenerlos en cuenta por ser un riesgo para la salud, por ingerirse, muchas veces, a través de los animales. El riesgo de intoxicación suele ser muy bajo y los residuos en frutos y plantas, también. Hay unos límites marcados, de residuos (LMR, límite máximo de residuos) marcados para cada cultivo y herbicida. Esto está estipulado pero no se hace habitualmente. El estudio de residuos también hay que hacerlo con los herbicidas que se aplican en el suelo. Generalmente viene predeterminado el tiempo que un herbicida se mantiene activo, pero es variable según el tipo de suelo y el clima. Lo más cómodo es hacer análisis de residuos de herbicidas del suelo, pero es muy caro. Para evitar esto se pueden poner plantas muy sensibles a los herbicidas, que detectan el herbicida, incluso con síntomas diferentes, según la concentración que existe. TEMA 14: HERBICIDAS QUE SE APLICAN AL SUELO Son 2/3 de los herbicidas comercializados. De estos 2/3 la mitad se puede aplicar a la parte aérea, con planta muy pequeña. Se aplican antes de la siembra del cultivo, incorporándolo con métodos mecánicos, en preemergencia, aplicado en la superficie y en postemergencia (menos frecuente). Deben quedar en los 3−6 cm del suelo, que es donde están las semillas de las malas hierbas que germinan, con lo que, si no llueve, debe regarse, para que se distribuyan. Lo del riego se puede sustituir aplicándolos con mucho agua. 28 Una vez incorporados los herbicidas sufren un proceso de adsorción−desadsorción (se adquieren) entre los coloides del suelo (carga negativa) y las moléculas del herbicida, hasta que se llega a un equilibrio, en función de la carga y la concentración del herbicida. Los herbicidas se disocian en cationes. Ej: el Paraquat se disocia en cationes y es adsorbido muy fuerte por los coloides, con lo que no queda nada en el suelo, en la disolución, y no lo absorbe la planta. Si tenemos un suelo muy arenoso y sin materia orgánica, los herbicidas adsorbidos por los coloides quedan en el suelo. El Alagón, que posee aniones, no se adhiere a la materia orgánica y queda en la solución del suelo, pudiendo ser absorbidos por las plantas y lavados por la lluvia. Los herbicidas muy adsorbidos son difíciles de degradar por los organismos, cosa que no ocurre con los poco adsorbidos. A medida que se aumenta la concentración se aumenta la adsorción. A dosis bajas los coloides se adsorben mucho. Apuntes de Malherbología 1 24 29