Transcript Tendencias en el uso de insecticidas para el control de plagas agrícolas

Tendencias en el uso de
insecticidas para el control
de plagas agrícolas
Pedro Mata Zayas
Departamento de Evaluación de Insumos
Tel.: 01 (55) 91 83 10 00 ext. 33844
e-mail: [email protected]
Más de 1 millón de especies de insectos.
10,000 spp., se alimentan de cultivos
700 spp., causan el mayor daño.
3 millones de años, el Polvo y Barro (repelentes).
1000 años A.C. (Homero), quema de azufre
23-79 D.C. (Plinio el Viejo), agallas de reptiles
Más tarde, extractos de ají y tabaco, cal,
vinagre, trementina, aceite de pescado,
salmuera, lejía y otros.
1940, antes SGM, arsenicales, aceites de
petróleo, nicotina, piretro, rotenona,
azufre, gas de cianuro, criolita.
SGM, Era de los Productos Químicos.
ORGANOCLORADOS:
Insecticidas que contienen carbono (por eso órgano-), hidrógeno y cloro.
Otros nombres: hidrocarburos clorados, orgánicos clorados, insecticidas
clorados, y clorados sintéticos. Ej: DDT; BHC (lindano); Aldrin y Dieldrin;
Clordano; Endosulfán; Toxafeno.
Modo de acción.- de una manera compleja destruye el delicado balance
entre los iones sodio y potasio dentro de los axones de las neuronas de
modo que impide la transmisión normal de los impulsos nerviosos, tanto
en los insectos como en los mamíferos. Aparentemente actúa en los
canales de sodio y causa una “pérdida” de iones sodio. Eventualmente
las neuronas disparan impulsos espontáneamente, y hacen que los
músculos se contraigan, seguidas por convulsiones y muerte.
ORGANOFOSFORADOS:
Organofosforados (OP’s) es el término genérico actualmente usado que incluye
todos los insecticidas que contienen fósforo. Otros nombres usados: fosfatos
orgánicos, insecticidas fosforados.
El descubrimiento fue hecho al buscar substitutos para la nicotina, que era muy
usada como insecticida, pero que era muy escasa en Alemania.
Los OPs tienen dos características distintivas: generalmente son mucho más
tóxicos para los vertebrados que otras clases de insecticidas, y la mayoría son
químicamente inestables o no son persistentes. Fue esta última característica la
que les sirvió para entrar en uso agrícola como substitutos de los persistentes
organoclorados.
Ej: Malatión, momocrotofós, metamidofós, dimetoato, paratión, diazinón, azinfos
metílico, clorpirifós.
Modo de acción.- Los OP’s funcionan ligando o inhibiendo enzimas del sistema
nervioso, específicamente la colinesterasa (ChE). Se dice que la enzima está
fosforilada cuando se fija al fósforo medio del insecticida, una liga que es
irreversible. Esta inhibición da como resultado la acumulación de acetilcolina
(ACh) en las uniones o sinapsis neurona/neurona y neurona/músculo
(neuromusculares), causando rápidas contracciones de los músculos voluntarios
y finalmente la parálisis.
CARBAMATOS
Los insecticidas carbamatos son derivados del ácido carbámico (en la
misma forma en que los OPs son derivados del ácido fosfórico).
El primer insecticida carbamato de éxito, el carbarilo (Sevin®), fue
introducido en 1956. Se ha usado más de este producto en todo el mundo
que de todos los demás carbamatos combinados.
Otros carbamatos: metomilo, carbofuran, aldicarb, oxamilo, propoxur,
carbosulfán.
Modo de acción.- Los carbamatos inhiben la colinesterasa (ChE) como lo
hacen los OPs, y se comportan casi de manera idéntica en los sistemas
biológicos, pero con dos diferencias. Primero, algunos carbamatos son
potentes inhibidores de la aliesterasa (esterasas alifáticas misceláneas
cuyas funciones exactas no se conocen), y su selectividad algunas veces
es más pronunciada contra la ChE de diferentes especies. Segundo, la
inhibición de la ChE por los carbamatos es reversible. Cuando la ChE es
inhibida por un carbamato, se dice que está carbamilada.
PIRETROIDES
El piretro natural rara vez ha sido usado para propósitos agrícolas debido
a su alto costo y a su inestabilidad en la luz solar, pero en las dos
últimas décadas muchos materiales sintéticos similares al piretro han
estado disponibles. Originalmente se los denominó piretroides sintéticos.
Actualmente se usa una mejor nomenclatura que es simplemente piretroides.
Éstos son muy estables bajo la luz y generalmente son efectivos contra la
mayoría de los insectos plagas cuando se usan a dosis muy bajas de 0.01 a
0.1 kilo por hectárea.
Los piretroides tienen una evolución interesante, que se divide por
conveniencia en cuatro generaciones.
PIRETROIDES
La primera generación contiene solo
un piretroide, la aletrina (Pynamin®), que apareció en 1949. Su síntesis
era muy compleja, e implicaba 22 reacciones químicas para llegar hasta el
producto final.
La segunda generación incluye tetrametrina (Neo-Pynamin®) (1965),
seguida por resmetrina (Synthrin®) en 1967 (20X más efectiva que el piretro),
luego la bioresmetrina (50X tan efectiva como el piretro) (1967), después
Bioallethrin® (1969), y finalmente fonotrina (Sumithrin®) (1973).
La tercera generación incluye el fenvalerato (Pydrin® [descontinuado],
Tribute®, & Bellmark®), y permetrina (Ambush®, Astro®, Dragnet®, Flee®,
Pounce®, Prelude®, Talcord® & Torpedo®), los cuales aparecieron
en
1972-73. Éstos realmente se convirtieron en los primeros piretroides
agrícolas
debido a su excepcional actividad insecticida (0.1 kg de ia/ha)
y a su
fotoestabilidad. Virtualmente no son afectados por la luz solar, y
duran 4-7 días como residuos efectivos sobre el follaje de los cultivos.
PIRETROIDES
Modo de acción.- Los piretroides comparten modos de acción similares,
parecidos a los OP’s, y se los considera venenos axónicos.
Aparentemente funcionan manteniendo abiertos los canales de sodio en las
membranas de las neuronas. Hay dos tipos de piretroides. El Tipo I, entre
otras respuestas fisiológicas, tiene un coeficiente de temperatura
negativa, parecido al del DDT. En contraste, el Tipo II tiene un
coeficiente de temperatura positiva, mostrando incremento de la mortalidad
al aumentar la temperatura ambiental. Los piretroides afectan tanto el
sistema nervioso periférico como el central del insecto. Inicialmente
estimulan las células nerviosas a producir descargas repetitivas y
eventualmente causan parálisis. Tales efectos son causados por su acción
sobre el canal de sodio, un hueco diminuto que le permite a los iones de
sodio penetrar al axón y causar excitación nerviosa. El efecto estimulante
de los piretroides es mucho más pronunciado que el de los OP’s.
ORGÁNICOS AZUFRADOS
Estos pocos materiales tienen una toxicidad muy
baja para los insectos y
solo son usados como acaricidas. Contienen dos
anillos fenílicos,
parecidos al DDT, con azufre en lugar de carbono
como el átomo central.
Estos incluyen tetradifón (Tedion®), propargite
(Omite®, Comite®), y ovex (Ovotran®).
FORMAMIDINAS
Las formamidinas comprenden un pequeño grupo de insecticidas. Tres
ejemplos son el clordimeform (Galecron®, Fundal®), que ya no tienen
registro en los EE.UU., formetanato (Carzol®), y amitraz (Mitac®, Ovasyn®)
Su valor actual está en el control de las plagas resistentes
a los OPs y los carbamatos.
Modo de acción — Los síntomas de envenenamiento con formamidinas son
claramente diferentes de los de otros insecticidas. La forma de acción
propuesta es la inhibición de la enzima monoamina oxidasa, la cual es
responsable de la degradación de los neurotransmisores norepinefrina y
serotonina. Esto resulta en la acumulación de tales compuestos, los cuales
se conocen como aminas biogénicas. Los insectos afectados se quedan
quietos y mueren.
DINITROFENOLES
La molécula básica de los dinitrofenoles tiene un amplio rango
de acción: herbicidas, insecticidas, ovicidas y fungicidas. De
los insecticidas, binapacril (Morocide®) y dinocap (Karathane®) fueron los
de uso más reciente. Dinocap es un acaricida efectivo y fue muy usado como
fungicida para el control del hongo que causa el mildeo polvoso. Por la
inherente toxicidad de los dinitrofenoles, todos han sido retirados del
mercado.
Modo de acción —Los dinitrofenoles actúan desacoplando o inhibiendo la
fosforilación oxidativa, la cual básicamente impide la formación de la
molécula fosfatada de alta energía, trifosfato de adenosina (ATP).
ORGÁNICOS DE ESTAÑO
(Organotinas)
Los orgánicos de estaño son un grupo de acaricidas que también son
fungicidas. Es de particular interés la cihexatina (Plictran®), uno de los
acaricidas más selectivos que se conocen, introducido en
1967. El óxido de fenbutatin (Vendex®) ha sido usado extensamente
contra ácaros en frutales, cítricos, cultivos de invernadero, y ornamentales.
Modo de acción —Estos compuestos de estaño inhiben la fosforilación
oxidativa en el sitio de desacople del dinitrofenol, impidiendo la
formación de la de la molécula fosfatada de alta energía trifosfato de
adenosina (ATP). Estos estaños trialkílicos también inhiben la
fotofosforilación en los cloroplastos (las unidades subcelulares que
llevan la clorofila) y por tanto sirven como alguicidas.
•Década de los 60’s, creciente interés mundial por la protección
ambiental.
•Insecticidas fueron objeto de protesta científica y popular.
•En 1970 se forma la EPA, y durante los años posteriores se prohibe el
uso de productos como DDT, dieldrin, y la mayoría de los mercuriales,
entre otros.
•Desarrollo de productos: menor persistencia en el ambiente, mayor
selectividad, efectivos a bajas dosis.
•Esto unido al desarrollo y uso de umbrales económicos para las plagas,
han sido los factores parcialmente responsables de la declinación en la
aplicación de insecticidas en algunos países desarrollados.
PERIODO 1979 – 1997
FUNGICIDAS 30%
HERBICIDAS 10%
PLAGUICIDAS 17%
INSECTICIDAS 40%
Fig. 1. Volumen de Ingrediente Activo de insecticida usado en E.U.A. Fuente EPA.
La industria de los pesticidas se ha reducido. Atrás queda el
otimismo que existía en las décadas de 1940 y 1950. Según Casida y
Quistad (1998), el proceso de descubrimientos se ha aletargado, pues
existen menos empresas en el rubro, inversiones más grandes,
mayores riesgos y metas más altas. Los mismos autores señalan que
el número de compuestos preparados para encontrar un producto
comercial se ha movido de 2.000 químicos, 40 o 50 años atrás, a más
de 20.000 en la actualidad. De este modo un científico individual
tendría pocas probabilidades de descubrir compuesto que pueda ser
comercializado.
Fig. 2. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod
Management Test (1980-2000) y Larson (1996).
Fig. 3. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod
Management Test (1980-2000) y Larson (1996).
Fig. 4. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod
Management Test (1980-2000) y Larson (1996).
Fig. 5. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod
Management Test (1980-2000) y Larson (1996).
•La industria agroquímica ha sido internacionalizada y consolidada de un máximo
de 30 compañías para ahora quizás 10 con ventas multimillonarias de pesticidas,
siguiendo una tendencia similar al negocio farmacéutico.
•Pero la reducida cantidad no implica necesariamente una menor toxicidad, pues la
nueva generación de pesticidas incluye productos mucho más potentes que son
requeridos en menores cantidades para ser efectivos.
•El desarrollo de nuevos materiales con estas características son el resultado de un
modelo de innovación dentro de la industria que ha sido promovido por la
necesidad pública de un uso más seguro de los pesticidas.
•Las cantidades totales del ingrediente activo usadas en cultivos de los EUA han
estado en declinación desde el advenimiento de los piretroides sintetizados
tempranamente en los años 70 y 80. Esta declinación ha sido empujada por la
innovación y competencia tecnológica, por la industria y por el mayor uso de la
información de umbrales en programas de MIP.
¿PLAGUICIDA?
¿PLAGUICIDA?
Los insecticidas basados en Bt, así como también las
plantas transgénicas que expresan sus toxinas, han
demostrado un notable desarrollo, y esta tendencia
parece continuar así. También se han desarrollado
bioinsecticidas a partir de hongos como Beauveria
bassiana y Metarhizum anisoplae, y de virus como
aquellos que pertenecen al grupo de los baculovirus
(virus de la polihedrosis granular).
Adopción de la tecnología Bollgard® en México
60
70
50
60
50
40
40
30
30
20
20
10
10
0
0
% de penetración
REGIONES
Penetración durante el ciclo 2004:
– 43.6% para Bollgard®
– 15.8% para Bollgard®/Solución Faena®
– Total: 59.4%
Superficie (miles de ha)
•
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004
Superficie Bollgard®
Superficie Bollgard®/Solución Faena®
% de penetración
Adopción de la tecnología Bollgard® en México
Beneficio ambiental
 Reducción en el uso insecticidas (al menos 300 mil litros en ocho años).
 La reducción en el uso de insecticidas contribuye a disminuir la contaminación del
suelo, agua y aire.
 Disminución significativa de la cantidad de envases de plástico en el campo.
 La reducción en la transportación y aplicación de insecticidas también reduce la
quema de combustibles resultando en un aire más limpio
Reducción en el uso de insecticidas en la superficie sembrada con algodón Bollgard (L)
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
Total
Noroeste
7,537
48,095.91
6,318.89
1,000
7,357.80
2,471.94
2,190
72,781.54
Norte
15,618
31,226.94
36,691.2
4,154.08
20,446.62
2,842.69
20,750
68,572.14
12,081.23
9,747.6
Noreste
4,500
110,979.53
115,650.97
301,602.04
REGIONES:
Noroeste: Baja California, Baja California Sur, Sonora, Sinaloa
Norte: Chihuahua, Comarca Lagunera
Noreste: Tamaulipas, Veracruz, San Luis Potosi
En las últimas dos décadas hacen su aparición
nuevos
productos
como
las
avermectinas,
nicotinoides, espinosinas, quinazolinas, pirroles,
pyridazinonas, amino triazinonas y benzoylureas,
entre otros, todos con novedosos modos de acción
orientados a formar parte de las alternativas para el
control de plagas.
PIRETROIDES
La cuarta y actual generación, realmente sobresale debido a su
efectividad en el rango de 0.01 a 0.05 kg ia/ha. Aquí están incluidos
bifentrin (Capture®, Talstar®), lambda-cihalotrina (Demand®, Karate®,
Scimitar® & Warrior®), cipermetrina (Ammo®, Barricade®,Cymbush®, Cynoff® &
Ripcord®), ciflutrina (Baythroid®, Countdown®, Cylense®, Laser® & Tempo®),
deltametrina (Decis®) esfenvalerato (Asana®, Hallmark®), fenpropatrina
(Danitol®), flucithrinato (Cybolt®, Payoff®), fluvalinato (Mavrik®, Spur
®, descontinuado), praletrina (Etoc®), tau-fluvalinato (Mavrik®),
teflutrina (Evict®, Fireban®, Force® & Raze®), tralometrina (Scout X-TRA®,
Tralex®), y zeta-cipermetrina (Mustang® & Fury®). Todos ellos son
fotoestables, es decir, que no sufre fotólisis (descomposición) al ser
expuestos a la luz solar. Y como tienen una volatilidad mínima, dan una
efectividad residual prolongada, hasta de 10 días en condiciones óptimas.
Adiciones recientes a la cuarta generación de piretroides son: acrinatrina
(Rufast®), y la imiprotrina (Pralle® que aún es experimental.
Nicotinoides
A este grupo pertenece imidacloprid, acetamiprid, thiamethoxam,
nitenpyram y thiacloprid.
Son productos sistémicos, también tienen acción de contacto y
estomacal.
Actúan como imitadores de acetilcolina, al igual que la nicotina, pero
son mucho menos tóxicos para los vertebrados.
Poseen una alta efectividad contra plagas chupadoras y su
persistencia ambiental es baja.
Avermectinas (Abamectina)
Son una mezcla natural de compuestos producidos por un actinomicete edáfico,
Streptomyces avermitilis, que han demostrados tener actividad nematicida,
acaricida e insecticida.
Las avermectinas bloquean el neurotransmisor ácido gamma amino butírico
(GABA) en las conexiones neuromusculares de insectos y ácaros. Sin embargo,
existe evidencia que abamectina también actuaría sobre el cordón nervioso
ventral.
Tiene actividad de contacto y estomacal, y su sistematicidad es local.
Sufre rápida fotodegradación y bioincorporación en el ambiente.
En los insectos, actividades visibles como alimentación y ovipostura se detienen
rápidamente después de la exposición. La muerte ocurres después de algunos
días.
Espinosinas
El único representante de este grupo es spinosad, producto fermentación del
actinomicete Saccharopolyspora spinosa. El ingrediente activo es una mezcla de
espinosina A y espinosina B. Tiene actividad de contacto y estomacal.
Actúa por disrupción de la unión de la acetilcolina en los receptores
acetilcolinicos-nicotínicos de las células postsinápticas. Es efectivo sobre
Lepidoptera, Diptera y Thysanoptera (no para muchas plagas chupadoras).
Posee una prolongada residualidad y baja solubilidad. En el ambiente sufre
degradación por fotólisis y microbiana.
Fiproles (fenilpirazoles)
El único representante de este grupo es fipronil. Es
un producto sistémico, de contacto y estomacal.
Posee un amplio espectro de acción. Es efectivo
contra insectos que han desarrollado resistencia a
piretroides, organofosforados y carbamatos, porque
su acción bloquea canal de cloro regulado por el
ácido gamma aminobutírico (GABA). Además existe
evidencia que puede ser transferido de un individuo a
otro en agregaciones de insectos.
Amino triazinonas
Pymetrozine es el único representante de este grupo. Corresponde
a una pirimidina anti-alimentación. Tiene acción sistémica y de
contacto. Es selectiva contra plagas chupadoras, pues actúa sobre
bomba salival de éstos insectos, causando el cese de la
alimentación.
Quinazolinas
Este grupo consta de un solo miembro, fenazaquin, acaricida de
contacto y estomacal. Tiene actividad ovicida, un rápido poder
derribante y controla todos los estados de los ácaros. Su modo de
acción consiste en inhibir el transporte mitocondrial de electrones al
sitio I, al unirse a dos sitios sitios específicos en las proteínas
transportadoras. Su corta actividad residual y la carencia de actividad
sobre mamíferos y aves, lo convierten en una herramienta ideal para
el manejo de ácaros. Se recomienda para el uso en sistemas de
manejo integrado de plagas en frutales y cultivos en invernadero.
Pyridazinonas
Pyridaben es usado ampliamente como insecticida, con
un rápido poder derribante y actividad ovicida. Inhibe el
transporte
mitocondrial
de
electrones
al
sitio
I.
Bioensayos sobre Panonychus ulmi indican que este
producto es tóxico para huevos y estados móviles.
Benzoilureas
Las benzoilureas son una clase diferente de insecticidas que actúan como
reguladores de crecimiento en los insectos. La primera benzoilurea introducida
fue
triflumuron,
en
1978.
Posteriormente
aparecieron
chlorfluazuron,
teflubenzuron, hexaflumuron, flufenoxuron y flucycloxuron. Las nuevas
adiciones a este grupo corresponden a flurazuron, novaluron, diafenthiuron y
lufenuron.
Ingresan al cuerpo del insecto más por ingestión directa que por contacto.
Estos compuestos interfieren con la síntesis de quitina. Alrededor del 50 % de
la cutícula está compuesta por quitina, la cual es un polisacárido de Nacetilglucosamina. La polimerización es bloqueada por las benzoilureas, por lo
que se produce una deficiencia de quitina. De este modo la cutícula se torna
delgada y quebradiza, y no es capaz de soportar el peso del insecto o resistir
el rigor de la muda. De acuerdo a esto, las benzoilureas serían efectivas
cuando son aplicadas justo antes de la muda.
Benzoilureas
COMPUESTOS MISCELÁNEOS
Hay nuevas estructuras moleculares que están siendo sintetizados de manera
rutinaria por los fabricantes básicos en búsqueda de nuevos insecticidas
con nuevos modos de acción. Dos ejemplos recientes introducidos en 1996,
son piriproxifén (Knack®, Esteem®, Archer®), clasificados como
una piridina RCI [regulador del crecimiento de los insectos], y el
buprofezin (Applaud®), clasificado como una tiadiazina RCI.
Ambos han dado excelentes resultados en el control del complejo de moscas
blancas, que ahora son un problema universal en la producción de algodón
en los EE.UU.
La clofentezina (Apollo®, Acaristop®), pertenece al único
grupo, las tetrazinas, usado como acaricida/ovicida para frutales deciduo,
cítricos, algodonero, cucurbitáceas, vides y ornamentales. Inhibe el
crecimiento de los ácaros, pero se desconoce su modo de acción.
Insecticidas Registrados
Marcas Comerciales
CICOPLAFEST (1990-2004)
250
200
150
Insecticidas
Registrados
100
50
0
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
120 I.A. registrados
CONCLUSIONES