Efectos de la temperatura sobre los herbicidas.

Controlar adecuadamente las malezas es un gran desafío para técnicos y agricultores que buscan optimizar el manejo y evitar pérdidas. En varias zonas, la aparición de fallos de control casi siempre levanta la sospecha de resistencia. Pero no se pueden ignorar algunos detalles simples, como la etapa de la planta para la aplicación y los efectos de la temperatura, ya que pueden reducir la efectividad de los herbicidas y causar mayores daños a ciertos cultivos.

Debe considerarse con mucha atención la presencia de malezas en varias áreas de cultivo combinada con la alta capacidad de daño que pueden causar a un cultivo. Varios estudios informan que las pérdidas de productividad pueden alcanzar el 100% dependiendo de la densidad de población y las especies de malezas. Además, los efectos de la interferencia de las malas hierbas pueden considerarse irreversibles sobre el desarrollo, provocando una reducción de la productividad incluso después de su eliminación. Un buen manejo de las malezas durante la desecación y en las etapas iniciales del desarrollo del cultivo es fundamental para garantizar una alta productividad. Otra ventana importante para el manejo de malezas ocurre durante la temporada baja de verano-invierno, donde la asistencia técnica junto con los productores deben observar cuidadosamente las principales plantas de malezas con el fin de evitar su proliferación y dispersión, para mantener limpia el área en cultivos posteriores.

En la región sur de Brasil, el período fuera de temporada verano-invierno para el manejo de malezas otoñales se caracteriza por varios cambios ambientales como la reducción de la radiación solar incidente (menos horas de luz durante el día) y mayores amplitudes térmicas diarias, especialmente durante las horas de lluvia. los meses de abril a agosto donde son frecuentes los días nublados con temperaturas inferiores a los 10ºC, o incluso la aparición de heladas.

Los efectos de la temperatura sobre la efectividad de los herbicidas dependen de la molécula y la especie del herbicida, sin embargo, tienden a afectar la absorción, translocación y degradación metabólica de los herbicidas. A bajas temperaturas (inferiores a 15oC) y baja radiación solar, el aparato fotosintético se ve menos estimulado para realizar procesos de fotosíntesis, lo que se traduce en una reducción del flujo de transpiración (estomas cerrados durante más tiempo) y de la fotosíntesis (menor producción de carbohidratos), además de afectar a otros procesos fisiológicos. Las bajas temperaturas conducen a una menor translocación de agua y solutos, lo que afecta directamente la absorción y translocación de herbicidas. Los resultados reportan que la efectividad del herbicida cletodim para el control del raigrás es mayor para aspersiones realizadas a temperaturas superiores a 20oC. Otro factor importante que se debe observar se refiere a los cambios en la composición y espesor de la cutícula como consecuencia de las bajas temperaturas. Bajo estas condiciones, la composición de los lípidos que forman la cutícula se altera, afectando su fluidez y en consecuencia el porcentaje de herbicida interceptado que será absorbido por la superficie de la hoja (Figura 1).

Según información bibliográfica, las bajas temperaturas afectan:

- difusión a través de la cutícula y la membrana celular;

- el espesor, composición química y viscosidad de la cutícula;

- apertura estomática (disminución) que puede afectar a la absorción;

- la tasa de metabolismo, principalmente con azúcares y aminoácidos, debido a la reducción de la fotosíntesis.

Las interacciones y barreras que afectan al herbicida después de su aplicación hasta llegar al sitio de acción objetivo dependen de la temperatura debido a su participación en varios procesos, lo que puede resultar en un menor control y causar una mayor fitotoxicidad al cultivo (Figura 2).

También vale la pena señalar que la aplicación de herbicidas en condiciones inadecuadas contribuye a la ocurrencia de fallas de control incluso en poblaciones susceptibles y, especialmente, cuando los herbicidas se aplican en rangos de temperatura desfavorables y en plantas en un estado avanzado de desarrollo. Además, la efectividad y selectividad de ciertos herbicidas puede variar dependiendo de las características fisicoquímicas de cada molécula y tiende a ser óptima para un determinado rango de temperatura.

En la literatura se reporta que el rango ideal para pulverizar la mayoría de las moléculas de herbicidas varía de 20ºC a 30ºC debido a que favorece la absorción y su fluidez en las membranas. Al comparar el rango de temperatura ideal y la tasa de fotosíntesis, se observa que los valores están en una escala muy cercana, ya que la actividad de la enzima Rubisco (Ribulosa 1,5 bifosfato carboxilasa oxigenasa), responsable de la fijación de carbono en la planta , Es óptimo para temperaturas en el rango de 20ºC a 32ºC, favoreciendo así la absorción, translocación y metabolismo en la planta.

La reducción de la tasa de crecimiento y la reducción de la fluidez de la membrana pueden dificultar la absorción y la translocación, lo que resulta en un control de malezas más lento y reducido. Para los herbicidas que inhiben la enzima 5-enolpiruvilshikimato-3-fosfato sintasa (EPSP), como el glifosato, la absorción y translocación de la molécula en las gramíneas puede ser dos veces mayor en aplicaciones realizadas a temperaturas cercanas a los 28ºC en comparación con la pulverización a 17ºC, lo que indica un alto potencial de causar lesiones. Para el caballo resistente al glifosato, el control a bajas temperaturas (8ºC-10°C) es mayor respecto a la aplicación realizada a temperaturas superiores a 20ºC-30°C, y puede revertir la resistencia al herbicida siempre que se respete el estadio y la dosis de la planta. . Las razones de una mayor susceptibilidad son una menor compartimentación del herbicida en la vacuola en respuesta al frío y un mayor suministro del herbicida para permanecer en el citosol y provocar la muerte de la planta.

Para los herbicidas inhibidores de la protoporfirinógeno oxidasa (PPO), la eficacia del control también se ve favorecida al aumentar la temperatura. El resultado del control Ipomea sp.. (viola o campanilla) y Amaranto retroflexo (cenizo gigante) fue el doble para aplicaciones realizadas a temperaturas cercanas a los 26ºC respecto a pulverizaciones a 18ºC. De manera similar ocurre con los herbicidas inhibidores de la acetolactato sintasa (ALS), donde el control de Lolium perenne (raygrass) con el herbicida flucarbazona-sodio fue menor a temperaturas entre 10ºC y 20ºC en comparación con los efectos observados a una temperatura de 30ºC. En otro ejemplo, evaluando el efecto de la interacción entre herbicida y temperatura, se demostró que el uso de flumetsulam y metssulam en el control de Raphanus raphanistrum (nabo) fue mayor a temperaturas más altas.

En cambio, mejores niveles de control de Lolium rígido (raygrass) se encontró para las pulverizaciones de glufosinato de amonio, un inhibidor de la glutamina sintetasa (GS), realizadas a temperaturas más bajas, donde el efecto de la temperatura es menos importante debido a la menor translocación de la molécula en la planta. Sin embargo, para los herbicidas que inhiben los fotosistemas II y I (FSII y FSI), como bentazón y paraquat, puede ocurrir un menor control de malezas sin aumentar el daño a los cultivos a temperaturas más bajas. Para el herbicida 2,4-D, la muerte de la planta se produce en las aplicaciones. a temperaturas más bajas puede ser similar, donde la aparición de los síntomas ocurre más lentamente en comparación con aplicaciones a temperaturas ligeramente más altas. Sin embargo, se debe tener cuidado con las aplicaciones a temperaturas superiores a 25ºC donde el uso de herbicidas 2,4-D y dicamba tiende a presentar un mayor potencial de volatilización, reduce el control de malezas y aumenta el riesgo de daños a las áreas adyacentes.  

La absorción y translocación reducidas bajo temperaturas suaves pueden retrasar la aparición y aumentar la duración de los síntomas de fitotoxicidad. En el cultivo de trigo, la aplicación de clodinafop-propargil a temperaturas inferiores a 5°C provocó daños graves con síntomas visibles durante más de cuatro semanas, provocando una reducción de la productividad. Las bajas temperaturas pueden influir negativamente en la degradación de los herbicidas por el metabolismo, que en esta condición tiende a ser menor y provocar mayor fitotoxicidad. Esta situación se evidenció en el cultivo de trigo sometido a la aplicación de sulfosulfurón en postemergencia donde hubo mayor fitotoxicidad a temperaturas inferiores a 20ºC. De manera similar, la aplicación de diclofop-metilo a cultivares de cebada a temperaturas inferiores a 15ºC provocó una mayor fitotoxicidad en comparación con la aspersión realizada a 25ºC debido a la reducción de las tasas de hidrólisis de la molécula y su conjugación con azúcares. En maíz, el efecto de la temperatura sobre la desintoxicación se observó para el herbicida rimsulfurón, que fue altamente selectivo para el cultivo a temperaturas de 25ºC-30ºC y reducido a 10ºC. Resultados similares se encontraron para el herbicida yodosulfurón-metilo aplicado a la avena a una dosis de 20 g ia./ha donde la tolerancia fue mayor y directamente proporcional al aumento de la temperatura.  

Para los herbicidas aplicados en preemergencia, la temperatura es un factor que contribuye significativamente a dos posibles efectos:

1) aumento de la persistencia de la molécula en el suelo por menor actividad microbiana y;

2) mayor control de la planta debido a un menor metabolismo en la fase de plántula.

La velocidad de las reacciones bioquímicas y enzimáticas de los microorganismos involucrados en la degradación de los herbicidas ocurre en un rango de temperatura ideal que varía de 25ºC a 35ºC donde la escisión (rotura) de los enlaces de carbono tiende a ser mayor (Figura 5). Los resultados reportan que la vida media (t1/2) del herbicida mesosulfurón-metilo fue mayor a 110 días y se consideró tres veces mayor en comparación con aplicaciones realizadas a temperaturas cercanas a los 10ºC. Otros resultados también mostraron que, para los herbicidas atrazina y s-metalaclor, la vida media se redujo en más del 50% cuando la aplicación se realizó a temperaturas superiores a 25ºC. Una situación similar se observó en plantas sometidas al herbicida metribuzina donde la fitotoxicidad siete días después de la aplicación fue menor a una temperatura de 16ºC en comparación con 30ºC. Sin embargo, no hubo reducción de las lesiones y la persistencia fue mayor a temperaturas más bajas debido a la reducción del metabolismo microbiano.

Otra característica importante que se debe considerar es la temperatura del agua para la aplicación del herbicida. Los trabajos de investigación han demostrado que la eficacia de varios herbicidas para controlar las malas hierbas se ve afectada cuando se utiliza agua a bajas temperaturas. Por ejemplo, el control de la hierba de caballo, el cenizo y la viola con los herbicidas glufosinato de amonio, mesotriona, glifosato y 2,4-D colina fue menor cuando la temperatura del agua era de 5oC en comparación con 22oC. Se encontraron resultados similares para los herbicidas diquat y para la premezcla de glifosato con dicamba donde el control fue un 10% menor, dependiendo de la especie. La principal razón del menor desempeño de los herbicidas está relacionada con la menor disolución en el tanque, ya que la solubilidad en agua de los herbicidas post-emergentes es mayor a temperaturas cercanas a los 25oC. Además, la temperatura tiene efectos sobre la germinación de las semillas, la emergencia y el crecimiento de las plántulas, con una mayor susceptibilidad de las plantas en condiciones de baja temperatura debido al metabolismo limitado. Este efecto se evidenció con el sulfosulfurón, un herbicida utilizado en preemergencia del trigo, que mostró una mayor eficacia a bajas temperaturas.

Luego de revisar la literatura, se pueden mencionar algunos puntos respecto al control de malezas y el potencial de los herbicidas para causar fitotoxicidad por aplicación a bajas temperaturas:

• Herbicidas preemergentes: aumento de la eficacia del control y potencial de daños a los cultivos. Otro efecto esperado es una mayor persistencia en el suelo debido a la reducción de la actividad biológica a bajas temperaturas.

• Herbicidas de contacto post-emergentes: reducción menos significativa en el control de malezas al ser limitada su absorción y efecto sobre la fitotoxicidad en cultivos similar a aplicaciones realizadas en el rango ideal.

• Herbicidas sistémicos post-emergentes: reducción de la eficacia del control de malezas debido a una menor absorción y translocación a los puntos de crecimiento. En los cultivos existe una tendencia a que se produzca una mayor fitotoxicidad debido a la reducida capacidad de metabolizar moléculas.  

También es importante resaltar que los efectos de la temperatura en el control de malezas se vuelven menos evidentes cuando se aumenta la dosis porque la cantidad de herbicida que llega al sitio de acción puede ser lo suficientemente grande como para causar daños. Este comportamiento se verificó para aplicaciones de glufosinato y glifosato de amonio donde dosis altas provocan un alto control de plantas susceptibles independientemente de si la aplicación se realiza a baja o alta temperatura. Por ello, se recomienda observar condiciones adversas de temperatura y radiación solar en esta época del año para potenciar el desempeño de la molécula herbicida sobre las malezas y minimizar sus efectos en los cultivos.

Joanei Cechin, Maicon Fernando Schmitz, Cristiano Piasecki, Jonas Rodrigo Henckes, Dirceu Agostinetto, Leandro Vargas, Trigo Embrapa

Artículo publicado en el número 232 de Cultivar Grandes Culturas, septiembre de 2018.