Los bioplaguicidas , una contracción de los ' plaguicidas biológicos ', incluyen varios tipos de intervención de manejo de plagas: a través de relaciones depredadoras, parasitarias o químicas. El término se ha asociado históricamente con el control biológico de plagas y, por implicación, con la manipulación de organismos vivos. Las posiciones reguladoras pueden verse influidas por las percepciones del público, por lo que:
- en la UE, los bioplaguicidas se han definido como "una forma de plaguicida a base de microorganismos o productos naturales". [1]
- la EPA de los Estados Unidos declara que "incluyen sustancias naturales que controlan plagas (pesticidas bioquímicos), microorganismos que controlan plagas (pesticidas microbianos) y sustancias pesticidas producidas por plantas que contienen material genético agregado (protectores incorporados a las plantas) o PIP".
Se obtienen a partir de organismos, incluyendo plantas, bacterias y otros microbios, hongos, nematodos, etc . [2] [ página necesaria ] [3] A menudo son componentes importantes de los programas de manejo integrado de plagas (MIP) y han recibido mucha atención práctica como sustitutos de los productos químicos sintéticos fitosanitarios (PPP).
Tipos
Los bioplaguicidas se pueden clasificar en estas clases:
- Plaguicidas microbianos que consisten en bacterias, hongos entomopatógenos o virus (y a veces incluyen los metabolitos que producen las bacterias u hongos). Los nematodos entomopatógenos también se clasifican a menudo como pesticidas microbianos, aunque son multicelulares. [4] [5] [6] [ página necesaria ]
- Productos químicos bioderivados. Hay cuatro grupos de uso comercial: piretro , rotenona , aceite de neem y varios aceites esenciales que son sustancias naturales que controlan (o vigilan en el caso de las feromonas ) plagas y enfermedades microbianas. [7] [8]
- Los protectores incorporados a las plantas (PIP) tienen material genético de otras especies incorporado a su material genético ( es decir, cultivos transgénicos ). Su uso es controvertido, especialmente en muchos países europeos. [9]
- Plaguicidas ARNi, algunos de los cuales son tópicos y otros son absorbidos por el cultivo.
Los bioplaguicidas no suelen tener una función conocida en la fotosíntesis, el crecimiento u otros aspectos básicos de la fisiología vegetal. En cambio, son activos contra plagas biológicas. Se han identificado muchos compuestos químicos que producen las plantas para protegerlas de las plagas, por lo que se denominan antialimentarios . Estos materiales son alternativas biodegradables y renovables, que pueden resultar económicas para su uso práctico. Los sistemas de agricultura orgánica adoptan este enfoque para el control de plagas. [8]
ARN
La interferencia del ARN está en estudio para su posible uso como insecticida en aerosol por parte de varias empresas, incluidas Monsanto, Syngenta y Bayer. Tales aerosoles no modifican el genoma de la planta objetivo. El ARN podría modificarse para mantener su eficacia a medida que las especies objetivo evolucionen en tolerancia al original. El ARN es una molécula relativamente frágil que generalmente se degrada a los días o semanas de su aplicación. Monsanto estimó que los costos son del orden de $ 5 por acre. [10]
El ARNi se ha utilizado para atacar las malezas que toleran el herbicida Roundup de Monsanto . ARNi mezclado con un surfactante de silicona que permite que las moléculas de ARN ingresen a los orificios de intercambio de aire en la superficie de la planta que interrumpieron el gen de tolerancia, afectándolo el tiempo suficiente para que el herbicida actúe. Esta estrategia permitiría el uso continuo de herbicidas a base de glifosato, pero no ayudaría per se a una estrategia de rotación de herbicidas que se basara en alternar Roundup con otros. [10]
Se pueden fabricar con suficiente precisión para matar algunas especies de insectos, sin dañar a otras. Monsanto también está desarrollando un aerosol de ARN para matar escarabajos de la papa. Un desafío es hacer que permanezca en la planta durante una semana, incluso si está lloviendo. El escarabajo de la patata se ha vuelto resistente a más de 60 insecticidas convencionales. [10]
Monsanto presionó a la EPA de EE. UU. Para que eximiera a los productos pesticidas ARNi de cualquier reglamentación específica (más allá de las que se aplican a todos los pesticidas) y se eximió de las pruebas de toxicidad, alergenicidad y ambientales residuales en roedores. En 2014, un grupo asesor de la EPA encontró poca evidencia de un riesgo para las personas por ingerir ARN. [10]
Sin embargo, en 2012, la Australian Safe Food Foundation postuló que el activador de ARN diseñado para cambiar el contenido de almidón del trigo podría interferir con el gen de una enzima hepática humana . Los partidarios respondieron que el ARN no parece pasar por la saliva humana o los ácidos del estómago. La Junta Asesora Nacional de Abejas de Estados Unidos dijo a la EPA que el uso de RNAi pondría a los sistemas naturales en "el epítome del riesgo". Los apicultores advirtieron que los polinizadores podrían verse perjudicados por efectos no deseados y que aún se desconocen los genomas de muchos insectos. Otros riesgos no evaluados incluyen el ecológico (dada la necesidad de presencia sostenida de herbicidas y otras aplicaciones) y la posibilidad de que el ARN se desplace a través de los límites de las especies. [10]
Monsanto ha invertido en varias empresas por su experiencia en ARN, incluida Beeologics (para ARN que mata un ácaro parásito que infesta la urticaria y para tecnología de fabricación) y Preceres (recubrimientos lipidoides de nanopartículas) y tecnología con licencia de Alnylam y Tekmira . En 2012, Syngenta adquirió Devgen, un socio europeo de ARN. La startup Forrest Innovations está investigando el ARNi como una solución a la enfermedad del enverdecimiento de los cítricos que en 2014 provocó que el 22 por ciento de las naranjas en Florida se cayeran de los árboles. [10]
Ejemplos de
Bacillus thuringiensis , una bacteria capaz de causar enfermedades de lepidópteros , coleópteros y dípteros , es un ejemplo de insecticida bien conocido. La toxina de B. thuringiensis ( toxina Bt ) se ha incorporado directamente a las plantas mediante el uso de ingeniería genética . El uso de la toxina Bt es particularmente controvertido. Sus fabricantes afirman que tiene poco efecto sobre otros organismos y es más ecológico que los pesticidas sintéticos.
Otros agentes de control microbiano incluyen productos basados en:
- hongos entomopatógenos ( por ejemplo, Beauveria bassiana , Isaria fumosorosea , Lecanicillium y Metarhizium spp.),
- agentes de control de enfermedades de las plantas : incluyen Trichoderma spp. y Ampelomyces quisqualis (un hiperparásito del mildiú polvoriento de la uva ); Bacillus subtilis también se usa para controlar patógenos de plantas. [4]
- nematodos beneficiosos que atacan plagas de insectos ( por ejemplo, Steinernema feeliae ) o babosas ( por ejemplo, Phasmarhabditis hermaphrodita )
- entomopatógenos virus ( por ejemplo . Cydia pomonella granulovirus ).
- Las malezas y los roedores también se han controlado con agentes microbianos.
Se han descrito como bioplaguicidas diversos materiales de origen natural, incluidos extractos de hongos y plantas. Los productos de esta categoría incluyen:
- Insectos feromonas y otros semioquímicos
- Productos de fermentación como Spinosad (una lactona macrocíclica )
- Quitosano : una planta en presencia de este producto inducirá naturalmente resistencia sistémica (ISR) para permitir que la planta se defienda contra enfermedades, patógenos y plagas. [11]
- Los bioplaguicidas pueden incluir productos derivados de plantas naturales, que incluyen alcaloides , terpenoides , fenólicos y otras sustancias químicas secundarias. Se sabe que ciertos aceites vegetales como el aceite de canola tienen propiedades pesticidas [12] [ cita requerida ] . Los productos basados en extractos de plantas como el ajo se han registrado ahora en la UE y en otros lugares [13] [ cita requerida ] .
Aplicaciones
Los bioplaguicidas son agentes biológicos o de origen biológico , que generalmente se aplican de manera similar a los pesticidas químicos, pero logran el manejo de plagas de una manera amigable con el medio ambiente . Con todos los productos para el manejo de plagas, pero especialmente los agentes microbianos, el control efectivo requiere una formulación y aplicación apropiadas [14] . [15] [16]
Los bioplaguicidas para su uso contra las enfermedades de los cultivos ya se han establecido en una variedad de cultivos. Por ejemplo, los bioplaguicidas ya juegan un papel importante en el control de las enfermedades del mildiú velloso. Sus beneficios incluyen: un intervalo de pre-cosecha de 0 días (ver: límite máximo de residuos ), la capacidad de usar bajo una presión de enfermedad moderada a severa y la capacidad de usar como una mezcla de tanque o en un programa de rotación con otros fungicidas registrados. Debido a que algunos estudios de mercado estiman que hasta el 20% de las ventas globales de fungicidas se dirigen a las enfermedades del mildiú velloso , la integración de los biofungicidas en la producción de uva tiene beneficios sustanciales en términos de extender la vida útil de otros fungicidas, especialmente aquellos en la reducción. categoría de riesgo.
Un área de crecimiento importante para los bioplaguicidas es el área de tratamientos de semillas y enmiendas del suelo . Los tratamientos de semillas con fungicidas y biofungicidas se utilizan para controlar los patógenos fúngicos transmitidos por el suelo que causan la pudrición de las semillas, el marchitamiento , la pudrición de las raíces y el tizón de las plántulas. También se pueden usar para controlar hongos patógenos internos transmitidos por semillas, así como hongos patógenos que se encuentran en la superficie de la semilla. Muchos productos biofungicidas también muestran capacidades para estimular la defensa del hospedador de la planta y otros procesos fisiológicos que pueden hacer que los cultivos tratados sean más resistentes a una variedad de estreses bióticos y abióticos .
Desventajas
- Alta especificidad: que puede requerir una identificación exacta de la plaga / patógeno y el uso de múltiples productos a utilizar; aunque esto también puede ser una ventaja, ya que es menos probable que el bioplaguicida dañe a otras especies que no sean el objetivo.
- A menudo, la velocidad de acción es lenta (lo que los hace inadecuados si un brote de plaga es una amenaza inmediata para un cultivo)
- A menudo, la eficacia es variable debido a la influencia de varios factores bióticos y abióticos (dado que algunos bioplaguicidas son organismos vivos, que provocan el control de plagas / patógenos al multiplicarse dentro o cerca de la plaga / patógeno objetivo)
- Los organismos vivos evolucionan y aumentan su resistencia al control biológico, químico, físico o de cualquier otra forma. Si la población objetivo no es exterminada o incapacitada para reproducirse, la población superviviente puede adquirir tolerancia a cualquier presión que se ejerza, lo que dará como resultado una carrera armamentista evolutiva .
- Consecuencias no deseadas : los estudios han encontrado que los bioplaguicidas de amplio espectro tienen riesgos letales y no letales para los polinizadores nativos no objetivo, como Melipona quadrifasciata en Brasil. [17]
Investigación de mercado de bioplaguicidas
El mercado de productos biológicos agrícolas alcanzará los 19.500 millones de dólares en 2031, como predijo Market Research Company, IDTechEx en el informe 'Biosestimulants and Biopesticides 2021-2031: Technologies, Markets and Forecasts'. [18]
Ver también
- Bioherbicida
- Control biológico de plagas
- Manejo integrado de plagas
- LUBILOSA
- Defensa vegetal contra la herbivoría
- Antagonismo (fitopatología)
- Utilizar como agente de control de la población
- Cembratrienol
Referencias
- ^ "Fomento de la innovación en el desarrollo de bioplaguicidas" (PDF) (alerta de noticias). Comisión Europea DG ENV. 18 de diciembre de 2008. Número 134. Archivado desde el original (PDF) el 15 de mayo de 2012 . Consultado el 20 de abril de 2012 .
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enlaces externos
- Mercado de bioinsecticidas (Adquirir investigación de mercado)
- Bioplaguicidas registrados 29/04/02 Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos . Actualizado el 29 de marzo de 2002. Consultado el 25 de noviembre de 2011.
- Asociación Internacional de Fabricantes de Biocontrol (IBMA)