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20.3: Herbicidas y Defoliantes

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    Objetivo de aprendizaje
    • Describir los diferentes tipos de herbicidas ampliamente utilizados.
    • Enumere los diferentes tipos de intoxicación por plaguicidas.

    Los herbicidas, también conocidos comúnmente como herbicidas, son sustancias que se utilizan para controlar plantas no deseadas. [1] Los herbicidas selectivos controlan especies específicas de malezas, al tiempo que dejan el cultivo deseado relativamente ileso, mientras que los herbicidas no selectivos (a veces llamados herbicidas totales en productos comerciales) pueden usarse para limpiar terrenos de desecho, industriales y sitios de construcción, ferrocarriles y terraplenes ferroviarios ya que matan todo el material vegetal con el que entran en contacto. Aparte de selectivo/no selectivo, otras distinciones importantes incluyen persistencia (también conocida como acción residual: cuánto tiempo permanece el producto en su lugar y permanece activo), medios de absorción (ya sea absorbido por el follaje sobre el suelo solamente, a través de las raíces, o por otros medios), y mecanismo de acción (cómo funciona). Históricamente, productos como la sal común y otras sales metálicas se utilizaron como herbicidas, sin embargo estos han ido perdiendo su favor gradualmente y en algunos países algunos de estos están prohibidos debido a su persistencia en el suelo, y preocupaciones de toxicidad y contaminación de aguas subterráneas. Los herbicidas también se han utilizado en la guerra y el conflicto.

    Un defoliante es cualquier químico herbicida rociado o espolvoreado sobre las plantas para hacer que sus hojas se caigan. Los defoliantes son ampliamente utilizados para la eliminación selectiva de malezas en el manejo de cultivos y céspedes. El uso mundial de defoliantes, junto con el desarrollo de otros herbicidas y pesticidas, permitió la Revolución Verde, un incremento en la producción agrícola a mediados del siglo XX.

    Los herbicidas modernos suelen ser imitadores sintéticos de hormonas vegetales naturales que interfieren con el crecimiento de las plantas objetivo. El término herbicida orgánico ha llegado a significar herbicidas destinados a la agricultura ecológica. Algunas plantas también producen sus propios herbicidas naturales, como el género Juglans (nueces), o el árbol del cielo; tal acción de herbicidas naturales, y otras interacciones químicas relacionadas, se llama alelopatía. Debido a la resistencia a los herbicidas -una preocupación importante en la agricultura-, una serie de productos combinan herbicidas con diferentes medios de acción. El manejo integrado de plagas puede usar herbicidas junto con otros métodos de control de plagas.

    Aunque la investigación sobre herbicidas comenzó a principios del siglo XX, el primer gran avance fue el resultado de investigaciones realizadas tanto en el Reino Unido como en Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial sobre el uso potencial de herbicidas en la guerra. [5] El primer herbicida moderno, 2,4-D, fue descubierto y sintetizado por primera vez por W. G. Templeman en Imperial Chemical Industries.

    En Estados Unidos en 2007, alrededor del 83% de todo el uso de herbicidas, determinado por el peso aplicado, fue en la agricultura. [1 ]:12 En 2007, los gastos mundiales de plaguicidas sumaron alrededor de $39.4 mil millones; los herbicidas fueron alrededor del 40% de esas ventas y constituyeron la mayor porción, seguidos de insecticidas, fungicidas y otros tipos. [1 ]:4 El herbicida también se usa en silvicultura, [2] donde se ha encontrado que ciertas formulaciones suprimen las variedades de madera dura en favor de las coníferas después de un corte claro, [3] así como sistemas de pastos, y manejo de áreas reservadas como hábitat de vida silvestre.

    2,4 D y 2,4,5 T

    Dos de los herbicidas químicos más antiguos utilizados como defoliantes son el ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y el ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético (2,4,5-T). 2,4-D y 2,4,5-T son absorbidos por las plantas de hoja ancha, matándolas al provocar un crecimiento hormonal excesivo. Estos fenoxi herbicidas fueron diseñados para matar selectivamente malezas y plantas no deseadas en tierras de cultivo. Se introdujeron por primera vez a principios de la Segunda Guerra Mundial y se generalizaron en su uso en la agricultura tras el final de la Guerra.

    Cuando el 2,4-D se liberó comercialmente en 1946, desencadenó una revolución mundial en la producción agrícola y se convirtió en el primer herbicida selectivo exitoso. Permitió mejorar mucho el control de malezas en cultivos de trigo, maíz (maíz), arroz y pastos similares, ya que mata las dicotiledóneas (plantas de hoja ancha), pero no la mayoría de las monocotiledóneas (gramíneas). El bajo costo del 2,4-D ha llevado a un uso continuo hoy en día, y sigue siendo uno de los herbicidas más utilizados en el mundo. Al igual que otros herbicidas ácidos, las formulaciones actuales usan una sal de amina (a menudo trimetilamina) o uno de los muchos ésteres del compuesto parental. Estos son más fáciles de manejar que el ácido.

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    Figura\(\PageIndex{1}\) 2,4D. Fuente: Wikipedia
    ENLACES WEB

    La Ficha Técnica para 2,4-D se encuentra en el siguiente enlace.

    http://npic.orst.edu/factsheets/archive/2,4-DTech.html

    Gervais, J.; Luukinen, B.; Buhl, K.; Stone, D. 2008. Hoja informativa técnica 2,4-D; Centro Nacional de Información sobre Pesticidas, Estado de Oregón

    Agent Orange es un herbicida y químico defoliante, uno de los herbicidas Rainbow de “uso táctico”. Es ampliamente conocido por su uso por los militares estadounidenses como parte de su programa de guerra herbicida, Operación Mano Ranch, durante la Guerra de Vietnam de 1961 a 1971. Es una mezcla de partes iguales de dos herbicidas, 2,4,5-T y 2,4-D. Además de sus efectos ambientales dañinos, las trazas de dioxina (principalmente TCDD, la más tóxica de su tipo) que se encuentran en la mezcla han causado importantes problemas de salud a muchos individuos que estuvieron expuestos.

    Atrazina y Glifosato

    La atrazina es un herbicida que se utiliza para detener las malas hierbas de hoja ancha y herbáceas pre y post-emergencia en cultivos como sorgo, maíz, caña de azúcar, altramuces, pinos y eucaliptos, y canola tolerante a triazina.

    En Estados Unidos a partir de 2014, la atrazina era el segundo herbicida más utilizado después del glifosato, aplicándose 76 millones de libras (34 mil toneladas métricas) cada año. La atrazina sigue siendo uno de los herbicidas más utilizados en la agricultura australiana. Su efecto sobre los rendimientos de maíz se ha estimado de 1% a 8%, siendo 3-4% la conclusión de una revisión económica. En otro estudio que analizó datos combinados de 236 ensayos universitarios de campo de maíz de 1986 a 2005, los tratamientos con atrazina mostraron un promedio de 5.7 bushels más por acre (~400 kg por hectárea) que los tratamientos con herbicidas alternativos. Se ha estimado que los efectos sobre los rendimientos de sorgo alcanzan el 20%, debido en parte a la ausencia de productos alternativos para el control de malezas que puedan ser utilizados en el sorgo.

    A partir de 2001, la atrazina era el pesticida más comúnmente detectado que contamina el agua potable en Estados Unidos.:44 Los estudios sugieren que es un disruptor endocrino, un agente que puede alterar el sistema hormonal natural. Desde 2003, la Agencia de Monitoreo de Protección Ambiental (EPA) de Estados Unidos verifica regularmente los niveles de atrazina en arroyos y cuencas hidrográficas que están expuestos directamente a la escorrentía de atrazina como parte del Programa de Monitoreo de la Exposición Ecológica de Atrazina.

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    Figura\(\PageIndex{2}\) Atrazina. Fuente: Wikipedia

    El glifosato (N - (fosfonometil) glicina) es un herbicida sistémico de amplio espectro y desecante de cultivos, ver Figura \(\PageIndex{3}\). Es un compuesto organofosforado, específicamente un fosfonato. Se dirige a una amplia gama de malezas y es importante en la producción de frutas, verduras, frutos secos y cultivos de campo resistentes al glifosato como el maíz y la soja. Es eficaz en el manejo de malezas invasivas y nocivas. Además, el glifosato se descompone en el ambiente, se puede utilizar para la agricultura con labranza cero y baja, lo que puede reducir la erosión del suelo, y es útil para el manejo integrado de plagas.

    Fue descubierto que era un herbicida por el químico de Monsanto John E. Franz en 1970. Monsanto la puso en el mercado en 1974 bajo el nombre comercial Roundup®, y la última patente estadounidense comercialmente relevante de Monsanto expiró en 2000. Los productos que contienen glifosato se venden en diversas formulaciones, incluyendo como concentrado líquido, sólido y líquido listo para usar. El glifosato se puede aplicar en entornos agrícolas, residenciales y comerciales utilizando una amplia gama de métodos de aplicación, incluidos aerosoles aéreos, pulverizadores de transmisión terrestre de varios tipos, pulverizadores blindados y encapuchados, aplicadores de limpiaparabrisas, barras de esponja, sistemas de inyección y aplicadores de gotas controladas.

    El glifosato es eficaz para matar una amplia variedad de plantas, incluyendo pastos y plantas de hoja ancha y leñosas. Por volumen, es uno de los herbicidas más utilizados. En 2007, el glifosato fue el herbicida más utilizado en el sector agrícola de Estados Unidos, con 180 a 185 millones de libras (82,000 a 84,000 toneladas) aplicadas, el segundo más utilizado en el hogar y jardín con 5 a 8 millones de libras (2,300 a 3,600 toneladas) y el gobierno aplicó [aclaración necesaria ] 13 a 15 millones de libras (5,900 a 6,800 toneladas) en la industria y el comercio. Se usa comúnmente para fines de agricultura, horticultura, viticultura y silvicultura, así como para el mantenimiento de jardines (incluido el uso doméstico). Tiene un efecto relativamente pequeño en algunas especies de trébol y gloria matutina.

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    Figura\(\PageIndex{3}\) Glifosato utilizado como alternativa a la siega en un huerto de manzanos en Ciardes, Italia. Fuente: Wikipedia

    El glifosato y herbicidas relacionados se utilizan a menudo en la erradicación de especies invasoras y la restauración de hábitats, especialmente para mejorar el establecimiento de plantas nativas en ecosistemas de praderas La aplicación controlada suele combinarse con un herbicida selectivo y métodos tradicionales de erradicación de malezas como el acolchado para lograr un efecto óptimo.

    En muchas ciudades, el glifosato se rocía a lo largo de las aceras y calles, así como grietas entre pavimento donde a menudo crecen las malas hierbas. Sin embargo, hasta 24% del glifosato aplicado a superficies duras puede ser escurrido por el agua. La contaminación por glifosato de las aguas superficiales se atribuye al uso urbano y agrícola. El glifosato se utiliza para limpiar las vías del ferrocarril y eliminar la vegetación acuática no deseada.

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    Figura\(\PageIndex{4}\) Glifosato. Fuente: Wikipedia

    Paraquat- Un Herbicida Preemergente -y Más

    El paraquat (o dicloruro de N, N ′-dimetil-4,4′-bipiridinio, también conocido como Methyl Viologen, es un compuesto orgánico fabricado por Chevron. Esta sal es uno de los herbicidas más utilizados. Es de acción rápida y no selectiva, matando el tejido vegetal verde al contacto. También es tóxico para los seres humanos y animales debido a su actividad redox, que produce aniones superóxido. Se ha relacionado con el desarrollo de la enfermedad de Parkinson y está prohibido en varios países.

    Aunque se sintetizó por primera vez en 1882, [9] las propiedades herbicidas del paraquat no fueron reconocidas hasta 1955 en los laboratorios de Imperial Chemical Industries (ICI) en Jealott's Hill. [10] [11] El paraquat (Figura\(\PageIndex{4}\)) fue fabricado y vendido por primera vez por ICI a principios de 1962 bajo el nombre comercial Gramoxone, y hoy se encuentra entre los herbicidas más utilizados.

    El paraquat se clasifica como herbicida de contacto no selectivo. Las características clave que lo distinguen de otros agentes utilizados en productos fitosanitarios son:

    • Mata una amplia gama de gramíneas anuales y malezas de hoja ancha y las puntas de las malas hierbas perennes establecidas.
    • Es de acción muy rápida.
    • Es rápido para la lluvia a los pocos minutos de la aplicación.
    • Se inactiva parcialmente al entrar en contacto con el suelo. [12] [13]

    Estas propiedades llevaron a que el paraquat se utilizara en el desarrollo de la agricultura con labranza cero.

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    Figura\(\PageIndex{5}\) Paraquat. Fuente: Wikipedia.

    El paraquat está prohibido en la Unión Europea desde 2007. Hay una campaña internacional en curso por una prohibición global, pero el paraquat barato y por lo tanto popular sigue sin restricciones en la mayoría de los países en desarrollo. En Estados Unidos, el paraquat está disponible principalmente como una solución en diversas fortalezas. Se clasifica como “uso restringido”, lo que significa que solo puede ser utilizado por aplicadores licenciados.

    ENLACE WEB

    Una lista más detallada de herbicidas, nombres comerciales y especies objetivo proporcionadas por la USDA WEB se puede encontrar en el siguiente enlace.

    https://www.fs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/fseprd496996.pdf

    Herbicidas orgánicos

    Recientemente, el término “orgánico” ha llegado a implicar productos utilizados en la agricultura ecológica. Bajo esta definición, un herbicida orgánico es aquel que puede ser utilizado en una empresa agrícola que ha sido clasificada como orgánica. Dependiendo de la aplicación, pueden ser menos efectivos que los herbicidas sintéticos [59] y generalmente se usan junto con prácticas culturales y mecánicas de control de malezas.

    Los herbicidas orgánicos caseros incluyen:

    • La harina de gluten de maíz (CGM) es un control natural de malezas preemergencia utilizado en el césped, que reduce la germinación de muchas malezas de hoja ancha y pasto. [60]
    • El vinagre [61] es efectivo para soluciones de 5— 20% de ácido acético, con concentraciones más altas más efectivas, pero principalmente destruye el crecimiento superficial, por lo que es necesario volver a rociar para tratar el rebrote. Las plantas resistentes generalmente sucumben cuando se debilitan por la reasperación.
    • El vapor se ha aplicado comercialmente, pero ahora se considera antieconómico e inadecuado.Controla el crecimiento superficial pero no el crecimiento subterráneo y por lo tanto se necesita volver a rociar para tratar el rebrote de las plantas perennes.
    • La llama se considera más efectiva que el vapor, pero sufre de las mismas dificultades. [65]
    • El D-limoneno (aceite cítrico) es un agente desengrasante natural que quita la piel cerosa o la cutícula de las malas hierbas, causando deshidratación y finalmente la muerte.
    • El agua salada o sal aplicada en concentraciones adecuadas a la zona de raíz matará a la mayoría de las plantas.

    Riesgos Humanos

    Una intoxicación por pesticidas ocurre cuando los productos químicos destinados a controlar una plaga afectan a organismos no objetivo como humanos, vida silvestre, plantas o abejas.

    Existen tres tipos de intoxicación por plaguicidas.

    El primero de los tres es un nivel de exposición único y a corto plazo muy alto que puede ser experimentado por individuos que se suicidan, así como formuladores de pesticidas. La mayoría de los casos de intoxicación intencional por plaguicidas parecen ser actos impulsivos llevados a cabo durante eventos estresantes, y la disponibilidad de pesticidas influye fuertemente en la incidencia de autointoxicación.

    El segundo tipo de intoxicación es la exposición a largo plazo de alto nivel, que puede ocurrir en formuladores y fabricantes de plaguicidas. El uso extensivo pone a los trabajadores agrícolas en particular en mayor riesgo de enfermedades por plaguicidas. La exposición puede ocurrir a través de la inhalación de humos de pesticidas y, a menudo, ocurre en entornos que incluyen operaciones de rociado en invernadero y otros entornos cerrados como cabinas de tractores o mientras operan pulverizadores de niebla de ventilador rotativo en instalaciones o ubicaciones con sistemas de ventilación deficientes. Los trabajadores de otras industrias también están en riesgo de exposición. Por ejemplo, la disponibilidad comercial de pesticidas en las tiendas pone a los trabajadores minoristas en riesgo de exposición y enfermedad cuando manejan productos pesticidas. La ubicuidad de los pesticidas pone en riesgo a los respondedores de emergencia como los bomberos y los policías, ya que a menudo son los primeros en responder a eventos de emergencia y pueden desconocer la presencia de un peligro de envenenamiento. El proceso de desinsectación de aeronaves, en el que se utilizan pesticidas en vuelos internacionales de entrada para el control de insectos y enfermedades, también puede enfermar a los asistentes de vuelo.

    Diferentes funciones laborales pueden conducir a diferentes niveles de exposición. La mayoría de las exposiciones ocupacionales son causadas por la absorción a través de la piel expuesta como la cara, las manos, los antebrazos, el cuello y el pecho. Esta exposición a veces se ve reforzada por la inhalación en entornos que incluyen operaciones de pulverización en invernaderos y otros entornos cerrados, cabinas de tractores y el funcionamiento de pulverizadores de niebla de ventilador rotativo.

    El tercer tipo de intoxicación es una exposición de bajo nivel a largo plazo, a la que los individuos están expuestos a partir de fuentes como residuos de pesticidas en los alimentos así como el contacto con residuos de pesticidas en el aire, agua, suelo, sedimentos, materiales alimenticios, plantas y animales. [1] [2] [3] [4]

    En los países en desarrollo, como Sri Lanka, las intoxicaciones por plaguicidas por un nivel de exposición muy alto a corto plazo (intoxicación aguda) es el tipo de intoxicación más preocupante. Sin embargo, en países desarrollados, como Canadá, es todo lo contrario: se controla la intoxicación aguda por plaguicidas, lo que hace que el principal problema sea la exposición a bajo nivel a largo plazo de los plaguicidas.

    Resumen

    • Los herbicidas (también conocidos como herbicidas), son sustancias que se utilizan para controlar plantas no deseadas.
    • Los herbicidas más utilizados incluyen 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético), 2,4,5-T (ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético), atrazina, glifosato y paraquat.
    • Los pesticidas orgánicos utilizados en la agricultura orgánica incluyen harina de gluten de maíz, vinagre, D-limoneno y agua salada.
    • La ingestión y/o exposición intencional o no intencional a pesticidas puede causar una variedad de efectos en la salud que van desde erupciones cutáneas hasta la muerte.

    Colaboradores y Atribuciones


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