Herbicidas aplicados al follaje
Publicado: 8 de enero de 2007
Por: Ing. Agrónomo Leguizamón, Eduardo. Facultad de Ciencias Agrarias - Cátedra de Malezas. UNR
Para que los herbicidas aplicados al follaje sean efectivos, deben pasar por las siguientes etapas.
1) Hacer contacto con la planta.
2) Depositarse sobre la hoja.
3) Penetrar la hoja (absorción).
4) Transportarse y acceder al sitio de acción.
Contacto con la planta. Deposición sobre la hoja
Se pueden citar por lo menos tres causas que impiden que cantidades suficientesde herbicidas llegen a la planta:
a) Efecto de cobertura: la acción del herbicida se concentra solamente sobre las plantas de mayor altura que impiden la llegada del producto a las malezas que se encuentran por debajo.
b) Deriva (movimiento lateral de las gotas del herbicida): es debida al efecto del viento durante la aplicación. Puede reducirse mediante el uso de picos con orificios mayores lo que origina mayor tamaño de gota.
c) Volatilización (movimiento del herbicida en forma gaseosa): puede minimizarse eligiendo la formulación adecuada. En el caso de los hormonales la sal amina es menos volátil que el éster.
Una vez que el herbicida llega a la hoja debe permanecer sobre ella por un tiempo suficiente para ser absorbido. La morfología de la planta juega un papel importante en la retención. En el caso de las gramíneas la selectividad con respecto a las latifoliadas puede explicarse, entre otros factores, por las características de las hojas que son más estrechas y erectas y además porque sus puntos de crecimiento están más protegidos. Asimismo, si la superficie foliar es cerosa las gotas del herbicida rodarán con mayor facilidad.
La adición de tensioactivos o aceites a la solución herbicida aumenta marcadamente la actividad del producto aplicado al follaje. Los agentes tensioactivos son sustancias con propiedades modificadoras de las tensiones superficiales o interfaciales de los materiales líquidos, sólidos y gaseosos. También se denominan surfactantes (Figura 1.). Aumentan el área de contacto entre el producto y la superficie foliar por la disminución de la tensión superficial de la solución herbicida. Por otro lado, eliminan la película de aire entre la solución y la superficie foliar y mejoran el pasaje a través de la cutícula.
Los tensioactivos se clasifican en:
La adición de tensioactivos o aceites a la solución herbicida aumenta marcadamente la actividad del producto aplicado al follaje. Los agentes tensioactivos son sustancias con propiedades modificadoras de las tensiones superficiales o interfaciales de los materiales líquidos, sólidos y gaseosos. También se denominan surfactantes (Figura 1.). Aumentan el área de contacto entre el producto y la superficie foliar por la disminución de la tensión superficial de la solución herbicida. Por otro lado, eliminan la película de aire entre la solución y la superficie foliar y mejoran el pasaje a través de la cutícula.
Los tensioactivos se clasifican en:
a) No iónicos: se pueden mezclar con la mayoría de los herbicidas y aún así permanecen inertes y son usualmente líquidos. Son los más utilizados en herbicidas en la Argentina. Ej: lauril-alcohol.
b) Iónicos: estos se dividen a su vea en aniónicos (muy utilizados en herbicidas) y catiónicos (menos utilizados en herbicidas).
Los aceites pueden ser sintéticos (derivados del petróleo) o de base vegetal (originados principalmente de soja, colza o girasol). Los graminicidas ariloxifenoxi son menos efectivos cuando se aplican con aceites vegetales en comparación con aceites sintéticos. En graminicidas cicloxidimas la diferencia en la efectividad entre los dos tipos de aceite es menos marcada. De todos modos los aceites más utilizados son los sintéticos ya que los vegetales pueden producir síntomas de fitotoxicidad vinculados fundamentalmente con el grado de insaturación. Los aceites parecen facilitar la penetración del herbicida.
Transporte
Todo herbicida aplicado a la parte aérea tiene como vía principal de entrada a las hojas pero también puede entrar por el tallo o por las yemas.
El herbicida de aplicación foliar debe pasar a través de varias estructuras de diferente composición antes de alcanzar el simplasto. Dichas estructuras comprenden la cutícula, la pared celular y la plasmalema (fig. 2). La cutícula presenta la mayor barrera a la absorción, sin embargo, la pared celular y la plasmalema pueden también impedir la entrada en alguna medida.
La cutícula cubre la superficie externa de las células epidérmicas, protege todas las partes aéreas de las plantas, incluyendo los meristemas apicales y recubre las células que forman la cavidad subestomática. La cutícula incluye las ceras epicuticulares, las ceras cuticulares y la cutina. Los últimos dos componentes no son capas diferentes sino que están interrelacionadas.
La morfología de la superficie cerosa de las hojas varía con las especies (fig. 3) e influye sobre el mojado y la subsecuente absorción del herbicida. Las ceras son mezclas complejas de alcanos de cadena larga, alcoholes, cetonas, aldehídos, acetales, esteres y ácidos con variación en la posición y número de los grupos funcionales, en el grado de la ramificación de la cadena y en la extensión de la insaturación.
La cutina está compuesta de polímeros de ácidos grasos, absorbe la luz ultravioleta protegiendo al aparato fotosintético de las células y es relativamente hidrofílica debido a que una porción de los grupos polares permanece libre mientras que las ceras son compuestos lipofílicos.
Debajo de la cutícula se encuentra la pared celular que consiste principalmente de celulosa y pectina. La celulosa es un polímero b-1,4-glucano; está presente en la pared celular en forma de estructuras ordenadas llamadas microfibrillas. La celulosa está en contacto con la plasmalema y es muy hidrofílica. La pectina es un polímero hidrofílico formada principalmente por ácido galacturónico, predominando en las áreas de la pared cercanas a la superficie celular aunque puede aparecer insertada dentro de las partes inferiores de la cutícula, mientras que la celulosa es más abundante internamente.
Una vía de penetración funcional solo cuando la hoja está hidratada es el plasmodesmo. El plasmodesmo es una región de la cutícula en donde la densidad de materiales hidrofílicos es menor, constituyendo una suerte de capilar dinámico con alto contenido de agua.
La barrera final para la entrada del herbicida dentro del citoplasma es la plasmalema de naturaleza anfifílica. Las principales moléculas de dicha membrana son los lípidos y las lipoproteínas que interactúan tanto con los solventes orgánicos como con el agua. El transporte de herbicidas a través de la membrana plasmática es generalmente pasivo (sin intervención de energía). La única excepción documentada a la difusión pasiva es la de los herbicidas fenóxidos. La forma ácida sin disociar de estos herbicidas se transporta en forma pasiva pero la formulación aniónica lo hace en forma activa (necesitando un suplemento de energía metabólica) utilizando un transportador o carrier.
Una vez dentro del citoplasma el herbicida es transportado hasta el sitio de acción. Las evidencias sobre el rol de los estomas en la absorción de herbicida son contradictorias aunque la mayoría de los investigadores observaron que rara vez ocurre y cuando lo hace no es importante.
Vías acuosas y cerosas de absorción
Los herbicidas polares (solubles en agua) siguen una ruta diferente a los apolares (solubles en solventes orgánicos). La cutícula es una barrera a la penetración de los herbicidas polares ya que está formada por la cutina (parcialmente lipofílica y parcialmente hidrofílica) y por las ceras (lipofílicas). Las condiciones ambientales afectan la absorción de los herbicidas, sobre todo los hidrofílicos. Bajo condiciones de alta humedad, las gotas se evaporan menos favoreciendo la permanencia de las mismas sobre la hoja. Al mismo tiempo la pectina y las porciones hidrofílicas de la cutina pueden absorber humedad e hincharse separando las láminas de cera abriendo caminos para los herbicidas polares.
Los herbicidas apolares toman la ruta cerosa ya que al ser lipofílicos penetran rápidamente la capa de cera, pasando luego por las porciones lipofílicas de la cutina y por la cera.
Transporte
Los herbicidas foliares se dividen en dos grupos a) de contacto: solamente afectan los tejidos tratados (ej. paraquat, acifluorfen) y b) sistémicos: se translocan desde el sitio de aplicación a otras partes de la planta (ej. amitrol, glifosato, dalapon, hormonales, etc.). En estos últimos, una vez que el proceso de absorción se completa la translocación del herbicida al sitio de acción se transforma en la principal función fisiológica involucrada en el modo de acción. Los herbicidas son translocados dentro de la planta a través del sistema simplasto y del sistema apoplasto (figura 4). Algunos herbicidas son translocados principalmente en el sistema simplasto, otros principalmente en el sistema apoplasto y otros en ambos sistemas. Sin embargo todos los herbicidas entran en ambos sistemas al menos en un grado limitado.
El sistema apoplasto constituye un continuum de espacios intercelulares, paredes celulares y xilema y se considera la parte no viva de la planta. Los herbicidas móviles por el apoplasto que son absorbidos por las raíces siguen el mismo camino que el agua. Entran al xilema y son movidos hacia arriba por la corriente transpiratoria. Cuando estos compuestos son absorbidos por las hojas permanecen en la hoja tratada bajo condiciones normales. El movimiento de estos compuestos fuera de la hoja tratada puede ocurrir bajo condiciones que permitan la inversión de la corriente transpiratoria esto es, muy alta humedad y suelo muy seco.
El sistema simplasto constituye el continuum de protoplasma a lo largo de la planta, incluyendo el citoplasma de cada célula la plasmadesmata y el floema; consideradas la parte viva de la planta. Los herbicidas móviles por simplasto, que son absorbidos por las hojas, se mueven junto con los fotosintatos por la misma vía, llegando a las raíces u otros órganos de reserva donde se acumulan.
En la tabla 1 se observan herbicidas agrupados por su grado de movilidad y su movimiento en los sistemas simplasto y apoplasto.
Tabla 1: Movilidad de los herbicidas en las plantas
Transporte
Todo herbicida aplicado a la parte aérea tiene como vía principal de entrada a las hojas pero también puede entrar por el tallo o por las yemas.
El herbicida de aplicación foliar debe pasar a través de varias estructuras de diferente composición antes de alcanzar el simplasto. Dichas estructuras comprenden la cutícula, la pared celular y la plasmalema (fig. 2). La cutícula presenta la mayor barrera a la absorción, sin embargo, la pared celular y la plasmalema pueden también impedir la entrada en alguna medida.
La cutícula cubre la superficie externa de las células epidérmicas, protege todas las partes aéreas de las plantas, incluyendo los meristemas apicales y recubre las células que forman la cavidad subestomática. La cutícula incluye las ceras epicuticulares, las ceras cuticulares y la cutina. Los últimos dos componentes no son capas diferentes sino que están interrelacionadas.
La morfología de la superficie cerosa de las hojas varía con las especies (fig. 3) e influye sobre el mojado y la subsecuente absorción del herbicida. Las ceras son mezclas complejas de alcanos de cadena larga, alcoholes, cetonas, aldehídos, acetales, esteres y ácidos con variación en la posición y número de los grupos funcionales, en el grado de la ramificación de la cadena y en la extensión de la insaturación.
La cutina está compuesta de polímeros de ácidos grasos, absorbe la luz ultravioleta protegiendo al aparato fotosintético de las células y es relativamente hidrofílica debido a que una porción de los grupos polares permanece libre mientras que las ceras son compuestos lipofílicos.
Debajo de la cutícula se encuentra la pared celular que consiste principalmente de celulosa y pectina. La celulosa es un polímero b-1,4-glucano; está presente en la pared celular en forma de estructuras ordenadas llamadas microfibrillas. La celulosa está en contacto con la plasmalema y es muy hidrofílica. La pectina es un polímero hidrofílico formada principalmente por ácido galacturónico, predominando en las áreas de la pared cercanas a la superficie celular aunque puede aparecer insertada dentro de las partes inferiores de la cutícula, mientras que la celulosa es más abundante internamente.
Una vía de penetración funcional solo cuando la hoja está hidratada es el plasmodesmo. El plasmodesmo es una región de la cutícula en donde la densidad de materiales hidrofílicos es menor, constituyendo una suerte de capilar dinámico con alto contenido de agua.
La barrera final para la entrada del herbicida dentro del citoplasma es la plasmalema de naturaleza anfifílica. Las principales moléculas de dicha membrana son los lípidos y las lipoproteínas que interactúan tanto con los solventes orgánicos como con el agua. El transporte de herbicidas a través de la membrana plasmática es generalmente pasivo (sin intervención de energía). La única excepción documentada a la difusión pasiva es la de los herbicidas fenóxidos. La forma ácida sin disociar de estos herbicidas se transporta en forma pasiva pero la formulación aniónica lo hace en forma activa (necesitando un suplemento de energía metabólica) utilizando un transportador o carrier.
Una vez dentro del citoplasma el herbicida es transportado hasta el sitio de acción. Las evidencias sobre el rol de los estomas en la absorción de herbicida son contradictorias aunque la mayoría de los investigadores observaron que rara vez ocurre y cuando lo hace no es importante.
Vías acuosas y cerosas de absorción
Los herbicidas polares (solubles en agua) siguen una ruta diferente a los apolares (solubles en solventes orgánicos). La cutícula es una barrera a la penetración de los herbicidas polares ya que está formada por la cutina (parcialmente lipofílica y parcialmente hidrofílica) y por las ceras (lipofílicas). Las condiciones ambientales afectan la absorción de los herbicidas, sobre todo los hidrofílicos. Bajo condiciones de alta humedad, las gotas se evaporan menos favoreciendo la permanencia de las mismas sobre la hoja. Al mismo tiempo la pectina y las porciones hidrofílicas de la cutina pueden absorber humedad e hincharse separando las láminas de cera abriendo caminos para los herbicidas polares.
Los herbicidas apolares toman la ruta cerosa ya que al ser lipofílicos penetran rápidamente la capa de cera, pasando luego por las porciones lipofílicas de la cutina y por la cera.
Transporte
Los herbicidas foliares se dividen en dos grupos a) de contacto: solamente afectan los tejidos tratados (ej. paraquat, acifluorfen) y b) sistémicos: se translocan desde el sitio de aplicación a otras partes de la planta (ej. amitrol, glifosato, dalapon, hormonales, etc.). En estos últimos, una vez que el proceso de absorción se completa la translocación del herbicida al sitio de acción se transforma en la principal función fisiológica involucrada en el modo de acción. Los herbicidas son translocados dentro de la planta a través del sistema simplasto y del sistema apoplasto (figura 4). Algunos herbicidas son translocados principalmente en el sistema simplasto, otros principalmente en el sistema apoplasto y otros en ambos sistemas. Sin embargo todos los herbicidas entran en ambos sistemas al menos en un grado limitado.
El sistema apoplasto constituye un continuum de espacios intercelulares, paredes celulares y xilema y se considera la parte no viva de la planta. Los herbicidas móviles por el apoplasto que son absorbidos por las raíces siguen el mismo camino que el agua. Entran al xilema y son movidos hacia arriba por la corriente transpiratoria. Cuando estos compuestos son absorbidos por las hojas permanecen en la hoja tratada bajo condiciones normales. El movimiento de estos compuestos fuera de la hoja tratada puede ocurrir bajo condiciones que permitan la inversión de la corriente transpiratoria esto es, muy alta humedad y suelo muy seco.
El sistema simplasto constituye el continuum de protoplasma a lo largo de la planta, incluyendo el citoplasma de cada célula la plasmadesmata y el floema; consideradas la parte viva de la planta. Los herbicidas móviles por simplasto, que son absorbidos por las hojas, se mueven junto con los fotosintatos por la misma vía, llegando a las raíces u otros órganos de reserva donde se acumulan.
En la tabla 1 se observan herbicidas agrupados por su grado de movilidad y su movimiento en los sistemas simplasto y apoplasto.
Tabla 1: Movilidad de los herbicidas en las plantas
| Buena Movilidad | ||
| Apoplasto | Simplasto | Ambos |
| Atrazina | Glifosato | Amitrol |
| Bromacil | Dalapon | |
| Diuron | Dicamba | |
| Monuron | Picloram | |
| Simazina | MSMA | |
| TCA | ||
| Limitada Movilidad | ||
| Apoplasto | Simplasto | Ambos |
| Barban | 2,4-D | Naptalan |
| Diquat | MCPA | Dialato |
| Paraquat | 2,4,5-T | EPTC |
| Escasa o Nula Movilidad | ||
|
|
2,4-DB | |
| Trifluralina |
Volumen de aplicación de los herbicidas aplicados al follaje
El volumen de con el cual se aplican los herbicidas es variable. Además de los equipos convencionales (más de 50 l/ha) existen equipos de aplicación de bajo volumen (5-10 l/ha). En aplicaciones aéreas, el volumen recomendado es de 2 a 25/ha.
Para la mayoría de los herbicidas, tanto de contacto como sistémicos, el volumen de diluyente no influye en la efectividad de los mismos, siempre que la aplicación sea uniforme. Es importante que el tamaño de la gota oscile entre 100 y 200 micrones (para lograr mayor retención y penetración) y que exista una adecuada distribución de las gotas.
El volumen de con el cual se aplican los herbicidas es variable. Además de los equipos convencionales (más de 50 l/ha) existen equipos de aplicación de bajo volumen (5-10 l/ha). En aplicaciones aéreas, el volumen recomendado es de 2 a 25/ha.
Para la mayoría de los herbicidas, tanto de contacto como sistémicos, el volumen de diluyente no influye en la efectividad de los mismos, siempre que la aplicación sea uniforme. Es importante que el tamaño de la gota oscile entre 100 y 200 micrones (para lograr mayor retención y penetración) y que exista una adecuada distribución de las gotas.
| Gotas/cm2 | Coef. Variac. (%) | |
| Herbicidas traslocales | 20-30 | 30 |
| Herbicidas de contacto | 30-40 | 30 |
Calidad de agua
La calidad del agua puede afectar la performance de algunos herbicidas. Los aspectos que interesan son los siguientes:
La calidad del agua puede afectar la performance de algunos herbicidas. Los aspectos que interesan son los siguientes:
a) pH
b) Dureza
c) Arcilla en suspensión (agua sucia)
El pH de la mayoría de las aguas se sitúa en la región de neutro a levemente alcalino, en general. Este nivel de pH no afecta a procesos de hidrólisis que puedan degradar al herbicida antes de su penetración. Conviene puntualizar que el pH no siempre tiene una relación directa con la concentración de iones que confieren dureza.
La dureza, conferida por la presencia de cationes mono (Na), divalentes (Ca y Mg), y trivalentes (Fe y Al) - generalmente bajo la forma de carbonatos y sulfatos-, puede significar un problema si están en muy alta concentración en herbicidas del tipo ácidos debiles como el Dicamba, Glifosato, Bentazón y Fomesafen. Estos ácidos débiles están formulados generalmente bajo la forma de sales en una unión débil (atracción electrónica entre dos moléculas que tienen cargas opuestas, mucho más débil que la unión covalente). Si el agua donde se disuelve el herbicida tiene muy alta concentración de sales, éstas pueden formar complejos con el herbicida, el que suele tener menor absorción. Por ej. Round-up se formula bajo la forma de la sal isopropilamina del glifosato. Si el agua tiene alta concentración de sodio, este reemplaza a la isopropilamina, formando un complejo que se absorbe en menor grado. La forma de evitar estos efectos son las siguientes:
La dureza, conferida por la presencia de cationes mono (Na), divalentes (Ca y Mg), y trivalentes (Fe y Al) - generalmente bajo la forma de carbonatos y sulfatos-, puede significar un problema si están en muy alta concentración en herbicidas del tipo ácidos debiles como el Dicamba, Glifosato, Bentazón y Fomesafen. Estos ácidos débiles están formulados generalmente bajo la forma de sales en una unión débil (atracción electrónica entre dos moléculas que tienen cargas opuestas, mucho más débil que la unión covalente). Si el agua donde se disuelve el herbicida tiene muy alta concentración de sales, éstas pueden formar complejos con el herbicida, el que suele tener menor absorción. Por ej. Round-up se formula bajo la forma de la sal isopropilamina del glifosato. Si el agua tiene alta concentración de sodio, este reemplaza a la isopropilamina, formando un complejo que se absorbe en menor grado. La forma de evitar estos efectos son las siguientes:
a) reducir el pH del agua, acidificando. Al disminuir el pH , la concentración de iones hidrógeno se incrementa, los que compiten con los cationes.
b) agregar Sulfato de Amonio. Al ionizarse, los iones sulfato capturan los cationes.
c) disminuir el volumen de agua: de esta forma se disminuye la concentración de cationes y además parece aumentar la penetración del glifosato (aumenta el gradiente).
Si la dureza está conferida por iones mono o divalentes en alta concentración, el problema tiene alguna de las soluciones anteriores. Si en cambio la dureza está conferida por iones trivalentes, la misma no es apta para utilizar estos herbicidas.
Si el agua presenta arcilla en suspensión, no debe utilizarse porque puede provocar obstrucciones y taponamientos en la pulverizadora. Por otra parte, los herbicidas que se adsorben fuertemente a partículas coloidales, resultan inactivados : es el caso de paraquat y glifosato, entre otros.
Bibliografía
Gauvrit, G. and Cabanne, F. (1993). Oils for weed control: Uses and Mode of Action. Pestic. Sci, 37 147-153.
Harz, J.; Guggenheim, R.; Schulee, G. and Falk, R. H. (1991). The leaf surface of mayor weeds. Weeds. Sandoz Agro Ltd.
Harztler, B. (2000). Does water quality affect herbicide performance? ISU on line.
Klingman, G.C., (1980). Estudio de las plantas nocivas. Principios y prácticas. Cap.3, p. 58-74. Editorial Limusa. México.
Mitidieri, A.(1979). Factores que afectan los herbicidas aplicados al follaje Apunte "Curso de Biología y Control de Malezas". Fac. de Cs.Agrarias (U.N.R.).
Petroff, R, (2000). Water quality and Pesticide Performance. Montana State University Extension Service.
Victoria Filho, R. (1985). Fatores que influenciam a absorcao foliar dos herbicidas. Controle de Plantas Daninhas- II. Inf.Agropecuaria, Belo Horizonte.
Si el agua presenta arcilla en suspensión, no debe utilizarse porque puede provocar obstrucciones y taponamientos en la pulverizadora. Por otra parte, los herbicidas que se adsorben fuertemente a partículas coloidales, resultan inactivados : es el caso de paraquat y glifosato, entre otros.
Bibliografía
Gauvrit, G. and Cabanne, F. (1993). Oils for weed control: Uses and Mode of Action. Pestic. Sci, 37 147-153.
Harz, J.; Guggenheim, R.; Schulee, G. and Falk, R. H. (1991). The leaf surface of mayor weeds. Weeds. Sandoz Agro Ltd.
Harztler, B. (2000). Does water quality affect herbicide performance? ISU on line.
Klingman, G.C., (1980). Estudio de las plantas nocivas. Principios y prácticas. Cap.3, p. 58-74. Editorial Limusa. México.
Mitidieri, A.(1979). Factores que afectan los herbicidas aplicados al follaje Apunte "Curso de Biología y Control de Malezas". Fac. de Cs.Agrarias (U.N.R.).
Petroff, R, (2000). Water quality and Pesticide Performance. Montana State University Extension Service.
Victoria Filho, R. (1985). Fatores que influenciam a absorcao foliar dos herbicidas. Controle de Plantas Daninhas- II. Inf.Agropecuaria, Belo Horizonte.
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