Por: I.A. Msc. James Jiménez Martínez
Gerente de Investigación
Gowan Colombia SAS

La agricultura moderna tiene varios retos por superar. Entre los más importantes se encuentra el manejo efectivo y sostenible de plagas. Son varios los tipos de plagas que afectan a los cultivos en todo el mundo, siendo las más comunes los trips, los ácaros, las moscas blancas, los lepidópteros y los chinches, entre otras. La lista de plagas es larga, pero los mecanismos por los cuales se han convertido en plaga realmente son muy pocos y casi todas comparten el mismo origen: poblaciones de insectos que han perdido a sus enemigos naturales al interior de los monocultivos.

La revolución verde trajo la solución más usada en el mundo para el manejo de plagas: el control químico. Hace más de 70 años se han venido desarrollando moléculas químicas, dirigidas especialmente a afectar el metabolismo de los insectos para causarles la muerte, sea por contacto o ingestión. Una particularidad de los productos basados en moléculas de síntesis química es que independientemente del modo o mecanismo de acción, tienen como objetivo conseguir la muerte de los insectos, siendo este el efecto que ha permitido hasta el momento mitigar el problema de las plagas durante décadas.

A pesar de la efectividad de las moléculas químicas, existe un problema asociado a su uso frecuente: la resistencia que adquieren las poblaciones al efecto del insecticida. Esta resistencia se adquiere por la capacidad de las poblaciones de los insectos de mutar rápidamente en los sitios de acción metabólicos de las moléculas químicas, efecto que se da por el uso frecuente de una misma familia de insecticidas. Todos los productos comerciales basados en moléculas de síntesis química están expuestos a esta situación, lo que genera finalmente una pérdida de eficacia acumulada.

El panorama se complica aún más, ya que este tipo de productos, si bien son efectivos, no controlan el 100% de la población, y los individuos remanentes y más resistentes se multiplican rápidamente, generando daño en el cultivo con una probabilidad alta de resistir otras aplicaciones de las mismas moléculas. Por esta razón se recomienda rotar las moléculas químicas procurando intercalar moléculas de diferentes familias en periodos de tiempo relacionados con el ciclo de vida de las plagas.

Otro problema común a los insecticidas químicos es que las moléculas aplicadas no alcanzan en su totalidad a los insectos, ya que estos, por su anatomía y estilo de vida, logran ocultarse muchas veces en las estructuras de la planta. Esto reduce la eficacia de las aplicaciones de este tipo de productos y, nuevamente, los pocos individuos que sobreviven a la aplicación continúan su ciclo de vida generando daño en el cultivo.

Parte de la solución a estos inconvenientes se ha basado en la búsqueda y desarrollo de nuevas moléculas químicas y en el mejoramiento de los sistemas de aplicaciones. Sin embargo, una nueva generación de productos se ha venido perfeccionando desde hace cerca de 20 años, también derivados de moléculas químicas, pero de origen natural, con gran utilidad y versatilidad para incorporarse en programas de manejo fitosanitario, mejorando la eficacia de los programas de manejo integrado de plagas, gracias a sus novedosos mecanismos y modos de acción. Esta generación de productos es la de los extractos vegetales para la protección de cultivos.

Bioquímica de los extractos vegetales

En procesos de coevolución milenaria, las plantas, al interactuar con otros organismos, han desarrollado herramientas que les permiten una adecuada relación, bien sea para defenderse de un ataque o para favorecerse de su presencia como polinizadores, dispersores de semilla, entre otros (Karban y Baldwin, 1977).

Las plantas, como todos los seres vivos, poseen un metabolismo primario por el cual se producen compuestos que cumplen funciones vitales, como carbohidratos, ácidos nucleicos, proteínas y grasas. Estos compuestos son de amplia distribución en el reino vegetal, por lo que todas las plantas usan los mismos compuestos para su supervivencia. Adicionalmente, a través de su metabolismo secundario producen los compuestos útiles para su interacción con otros organismos. En esta parte las plantas son muy diferentes entre sí (a nivel de especies) y es donde la coevolución entra a jugar un papel preponderante (Pascual, 1996): las plantas son organismos sésiles; durante millones de años se las han tenido que ingeniar para atraer a quienes las benefician y defenderse de quienes las perjudican.

Conocidos con el nombre de metabolitos secundarios o también como como aleloquímicos, se definen como sustancias producidas por las plantas que provocan una acción determinada en otro organismo. Según la reacción generada en el organismo que interactúa con la planta, los aleloquímicos se pueden separar en tres grupos: alomonas (si la respuesta del receptor es adaptativamente favorable al emisor, pero no para el receptor), kairomonas (si es favorable al receptor pero no al emisor) y sinomonas (si es favorable tanto para el emisor como para el receptor) (Bustillo, 2008).

A pesar de no ser sustancias indispensables para la vida de las plantas, los metabolitos secundarios son muy importantes para la subsistencia y tienen funciones relacionadas con mecanismos de defensa contra herbívoros o contra patógenos causantes de enfermedades, atracción de polinizadores y enemigos naturales de plagas y la superación de condiciones de estrés ambiental, entre otras (Correa 1994).

Las plantas tienen diferentes maneras de elaborar estos compuestos dentro de su metabolismo secundario. Cada una de estas formas se denomina ruta biosintética y son tres: i) La vía del acetato (Taiz y Zeiger, 2006; Dewick, 2002). Entre los principales compuestos generados por esta ruta están los ácidos grasos saturados e insaturados (empleados además para alimentos de uso humano, animal y farmacéutico). Las antraquinonas (un grupo importante de moléculas con una amplia y reconocida actividad biológica), las avermectinas (conocidas por su actividad antihelmíntica, insecticida y acaricida), prostaglandinas, tromboxanos y leukotrienos (de uso en farmacéutica) (Dewick, 2002; Moritomo et. al., 2002). ii) La vía del shikimato, responsable directo de la formación de aminoácidos aromáticos, ácidos benzoicos, ácidos cinámicos, lignanos, ligninas, fenilpropenos y cumarinas, todos con una variada actividad biológica como insecticidas, fungicidas y antioxidantes, entre otros (Dewick, 2002). 

iii) La vía del mevalonato, vía por la cual las plantas forman una gran cantidad de compuestos conocidos con el nombre común de terpenoides, la mayoría de ellos volátiles y que brindan los aromas característicos a cada planta. También se encuentran hormonas, esteroides y triterpenos constitutivos en membranas y ceras, todos ellos de gran utilidad para la defensa, la polinización y la competencia (Taiz y Zeiger, 2006; Dewick, 2002).

Aplicabilidad de los extractos vegetales en la agricultura

Los metabolitos secundarios ejercen su actividad por diferentes mecanismos, principalmente modificando el comportamiento de los herbívoros. El más común y estudiado de ellos es el efecto repelente (Debbon et. al. 2014; Semler et. al., 2014) definido como la disuasión de la presencia de un herbívoro en una planta. También se referencia comúnmente la antialimentación (Rashmi et. al., 2014; Julio et. al. 2014), que define el efecto de evitar la alimentación, aunque el herbívoro se encuentre en la planta hospedante. El efecto de antioviposición (Prathibha et. al. 2014; Akter et. al. 2007) se refiere a la característica de evitar la oviposición normal del herbívoro. También pueden tener efectos tóxicos (Ribeiro et. al., 2014; Abbasy et. al. 2014; Pimentel et. al. 2014; Jiménez et. al. 2007).

La bibliografía que hace referencia a extractos de plantas para el control de plagas y enfermedades agrícolas es abundante: al usar la fórmula de búsqueda: “plant – extracts – pest – disease”, motores científicos de búsqueda especializados como Science Direct, arrojan 10,466 resultados (datos a octubre 22 de 2014). Sin embargo, en el mercado mundial, aún se encuentran pocos productos comerciales registrados.

Existen varias posibles explicaciones para entender esta brecha entre la información científica y la comercialización de productos: i) Falta de empresas con capacidades científicas para la investigación y el desarrollo de productos, ii) Falta de empresas con capacidades técnicas para la producción y formulación, ii) Carencia de marcos regulatorios apropiados internacionalmente (no en el caso de Colombia) para la obtención de registros fitosanitarios, iv) Falta de una red comercial especializada en este tipo de productos, entre otras.

Obtener correctamente los metabolitos secundarios en un extracto vegetal, parte del conocimiento de la planta (entendiendo su composición y abundancia de compuestos) y del metabolito secundario (su estructura, polaridad, estabilidad, etc.). Extraer y formular adecuadamente estos compuestos es indispensable para garantizar que el producto comercial ofrezca características de estabilidad física y química en almacenamiento mientras conserva las propiedades relacionadas con su actividad biológica.

El desarrollo en condiciones de laboratorio y campo de extractos vegetales de uso agrícola eficaces, confiables, consistentes y competitivos, requiere de capacidades científicas y tecnológicas apropiadas para el correcto entendimiento y dominio de las múltiples variables asociadas. La evaluación de la eficacia de un producto repelente es totalmente diferente a la de un producto con efecto mortal.

Gowan Colombia: Especialistas en el desarrollo de extractos vegetales de uso agrícola

Gowan Colombia es una de las pocas empresas a nivel mundial y la única en Colombia, dedicada exclusivamente al desarrollo de extractos vegetales de uso agrícola. Cuenta con cerca de 20 años de experiencia innovando en la extracción, desarrollo y formulación de esta novedosa solución para el manejo de plagas y enfermedades agrícolas. Dispone de cinco productos comerciales que han sido ampliamente validados en una gama amplia de usos en Colombia y en otros países incluyendo Estados Unidos, México, Chile, Ecuador, Perú, Costa Rica, India y Sur África.

CapsiAlil®, el producto más conocido de Gowan Colombia, es una herramienta eficaz para cultivos de flores, cítricos, aguacate, arroz, maíz, tomate, café, pastos y piña, entre otros cultivos y para manejo de trips, ácaros, Spodóptera, Collaria, broca, cochinillas y otras plagas. El efecto repelente y antialimentario de CapsiAlil® permite, por ejemplo, en el caso del maíz, realizar mezclas sinérgicas con productos químicos que permiten disminuir la cantidad de aplicaciones necesarias y reducir al mismo tiempo, la incidencia de daño producida por la plaga (Grafica 1).

A pesar de que en flores los ácaros son un problema muy limitante, la aplicación de CapsiAlil® en mezcla con acaricidas permite reducir de forma significativa la población de esta plaga en la flor (Grafica 2). Uno de los grandes retos para el control de ácaros es lograr el contacto requerido por los productos aplicados. CapsiAlil®, por su efecto irritante sobre plagas, las obliga a salir de sus escondites, exponiéndolas a las moléculas de control.

L´EcoMix®, otro producto del portafolio de Gowan Colombia, es un poderoso repelente, usado para el manejo de mosca blanca, minador, prodiplosis y monalonion, en cultivos de tomate, frutales, crisantemo y aguacate entre otros. Su efecto de antialimentación y de antiovipocisión evita el establecimiento de las poblaciones.

En el aguacate, el uso de L´EcoMix® para manejo de Monalonion velezangeli permite reducir la población, evitar el establecimiento y reducir el daño en los frutos. Esto posibilita realizar aplicaciones preventivas y cercanas a la cosecha, y elimina el riesgo de exportar aguacates con residuos no permitidos de productos químicos.

Extractos vegetales: herramientas eficaces para el MIPE

La experiencia de Gowan Colombia en el uso de extractos vegetales y la ciencia detrás de sus productos muestra que este tipo de soluciones son una herramienta muy interesante para el manejo de plagas en diferentes cultivos, ya que permite incluir en las rotaciones nuevos mecanismos de acción dirigidos al control de las poblaciones que regulan la alimentación y la oviposición, o cambian el comportamiento de las plagas. Al combinar estas herramientas con productos que generan mortalidad como moléculas de síntesis química o microorganismos entomopatógenos, se obtienen manejos muy sinérgicos y complementarios, que permiten incrementar las producciones al reducir el daño, disminuir los riesgos de resistencia al incluir nuevos mecanismos de acción y disminuir el impacto al medio ambiente al reducir la carga de ingrediente activo.  Simultáneamente, contribuyen a la conservación del medio ambiente y a la protección de la salud de los agricultores y los consumidores.

Bibliografía

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