Evolución de Plaguicidas en el Suelo


Introducción

El uso de plaguicidas en la agricultura mundial se ha vuelto una herramienta indispensable en la producción de cultivos intensivos en ambientes protegidos y a campo abierto. Se estima que al año las aplicaciones de estos productos llegan a 2.5 millones de toneladas e incluyen las aplicaciones foliares, granuladas o como recubrimiento de las semillas. Lo anterior debido a que el control de malezas, plagas y enfermedades es cada vez más complicado, por lo que se ha recurrido al uso de mayores tasas de ingredientes activos químicos para minimizar los problemas fitosanitarios, pero ¿Qué sucede con el ingrediente activo de los plaguicidas después de ser aplicados?; al efectuar las aplicaciones químicas, una parte de la molécula es la que efectivamente hace frente a las plagas, enfermedades o malezas, pero otra parte se pierde en el ambiente, principalmente en el aire y el suelo.

Comportamiento de plaguicidas en suelo

Debido a la diversidad de familias y compuestos de los plaguicidas también su persistencia en el ambiente es diferente. La persistencia es una propiedad de los plaguicidas que se entiende como el tiempo máximo que un compuesto puede permanecer de manera activa en el ambiente, es decir,  el periodo en el cual un plaguicida conserva sus propiedades físicas, químicas y funcionales después de su aplicación. Entre las propiedades que influyen en la persistencia están: tamaño, estabilidad, volatilidad y capacidad de adsorción de la molécula. Además del ingrediente activo de los plaguicidas, las formulaciones se componen de materias

Plaguicidas en el Suelo

Figura 1. Una vez realizada la aplicación, los plaguicidas en el suelo sufren transformaciones, pérdidas y degradaciones.

Fuente: Intagri.

inertes, colorantes y coadyuvantes que mejoran sus propiedades físico-químicas y que las vuelven más estables al entrar en contacto con las condiciones ambientales. Aun cuando las aplicaciones son dirigidas al follaje de la planta (aplicaciones foliares), finalmente una parte de estos compuestos llegan al suelo, además de que muchas aplicaciones son realizadas vía suelo a través del sistema de riego (quimigación) o mediante drench; es decir, las moléculas terminan llegando al suelo de forma directa o indirecta. En este sentido, es en el suelo donde estas moléculas sufren transformaciones o simplemente quedan fijados en los coloides.

Debido a la gran cantidad de procesos e interacciones suelo-plaguicida, la persistencia de los plaguicidas en el suelo es relativamente corta, sin embargo, existen excepciones donde el activo químico puede permanecer semanas, meses e incluso años. Cabe destacar que la persistencia de un plaguicida está afectada por una serie de factores como clima (temperatura y precipitación), propiedades del suelo (textura del suelo, pH, contenido de materia orgánica, humedad), diversidad de microorganismos del suelo, propiedades del plaguicida (solubilidad, estructura de la molécula, presión de vapor) y las particularidades de la aplicación del agroquímico (dosis, frecuencia y forma). Por mencionar algunos ejemplos: suelos con pH alto propician la degradación de las moléculas, y viceversa, niveles bajos promueven la persistencia; temperaturas elevadas del suelo promueven la actividad de los microorganismos y por ende la degradación del activo químico, y a la par disminuye su adsorción a los coloides del suelo. Los plaguicidas con fuerte adsorción son menos degradados y tomados por las plantas.

Evolución del plaguicida en el suelo

Debido a que la naturaleza de cada plaguicida cambia es importante conocer las formas en que se disemina en el ambiente con el fin de conocer sus posibles efectos ambientales.

Volatilización. La volatilización se entiende como la capacidad de un plaguicida líquido para pasar al estado gaseoso. La pérdida del plaguicida por este medio puede ser tan alto que incluso alcanza niveles de hasta el 90 % en un lapso de 48 horas. La intensidad de la volatilización del producto depende de la presión de vapor de éste, así como la cobertura de aplicación sobre la superficie de la planta o el nivel de humedad del suelo, dependiendo del sitio de aplicación. Además de estos, el viento (deriva) y la temperatura tienen influencia significativa sobre este fenómeno.

Tomado por la planta. Cuando el producto llega al suelo, al estar en la solución del suelo y cercano a la zona radicular puede ser absorbido por la planta e incluso translocarse a partes comestibles; en estos casos puede resultar riesgoso para los animales o humanos que consumen estas partes. En importante resaltar que cuando la dosis es baja las moléculas  se llegan a degradar como consecuencia de algunos procesos metabólicos externos e internos en la planta.

Lixiviación y escurrimientos. El transporte del plaguicida a través del perfil del suelo se da mediante el movimiento del agua de lluvia o riego, y a la vez está influenciado por las propiedades del suelo (porosidad, textura, contenido de materia orgánica) y las del plaguicida (solubilidad, persistencia y capacidad de adsorción). Si el plaguicida tiene movilidad hacia las partes inferiores del suelo puede contaminar los ríos, lagos cercanos e incluso los acuíferos. La cantidad del plaguicida que se lixivia disminuye si el contenido de materia orgánica es alto, la porosidad del suelo es baja y la actividad microbiana en los horizontes inferiores es alta.

Adsorción por coloides del suelo. El suelo es un cuerpo natural que tiene una fracción coloidal conformada por una parte orgánica (materia orgánica) y una inorgánica (minerales de arcilla). Las interacciones entre los coloides del suelo y los plaguicidas están regidas por la humedad, temperatura, propiedades del suelo y el tipo de compuesto. Esta interacción es la más importante en magnitud ante los otros (lixiviación, volatilización, degradación biológica, etc.). Con este proceso de adsorción los plaguicidas modifican su:

Evolución del Plaguicida en el Suelo

Figura 2. Las interacciones del plaguicida en el suelo determinan su evolución.

Fuente: Intagri.

  • Actividad. Si el plaguicida se aplica con el objetivo de eliminar organismos patógenos pero queda adsorbida al suelo, la molécula queda inactivada y por lo tanto no ejerce su acción biocida. Es importante tener un análisis físico-químico del suelo para conocer sus particularidades y tomar una mejor decisión del tipo de plaguicida a utilizar.
  • Persistencia. La adsorción reduce la biodegradación de la molécula, ya que al estar adsorbidas no suelen ser disponibles para los microorganismos. La molécula queda inactiva si no se separa de la fracción del suelo, pero si las condiciones lo permiten se llegan a liberar bajas cantidades del ingrediente activo y aunque estas son insuficientes para controlar la plagas o enfermedades, existe la posibilidad que esa mínima cantidad contamine las partes comestibles de los cultivos.
  • Degradación. Por su naturaleza las arcillas debilitan los enlaces de la molécula del plaguicida favoreciendo su degradación.

Degradación química. Una vez aplicado los plaguicidas, los compuestos están sujetos a transformaciones al entrar en contacto con el exterior;  son muchos los procesos (oxidación, reducción, hidroxilación, hidrolisis, hidratación etc.) que afectan de manera directa a los diferentes tipos de compuestos. Su persistencia está dada por la estructura de la molécula que determina su tiempo de degradación y proceso.

Degradación biológica. Se sabe que los microorganismos son parte esencial para la degradación de los plaguicidas, ya que producen enzimas que desnaturalizan las moléculas. A través de los microorganismos el plaguicida es metabolizado completamente en CO2 y  en compuestos orgánicos, y estas sustancias a su vez son utilizadas por los microorganismos para su crecimiento y producción de energía. Suelos arcillosos con alto contenido de materia orgánica tienen más actividad microbiana que suelos arenosos y secos. Los factores que afectan la actividad microbiana son la humedad del suelo, la temperatura, pH, profundidad del suelo, entre otros.

La habilidad de la microflora del suelo para usar las moléculas como fuentes de carbono y energía hace que desempeñen un papel importante en la biodegradación de los plaguicidas. Muchos reportes han confirmado la participación de estos microorganismos en los procesos de transformación de plaguicidas en el suelo; los más comunes encontrados en suelos contaminados con pesticidas son los géneros Pseudomonas, Achromobacter, Corynebacterium, Flavobacterium, Trichoderma, Aspergillus y Penicillium.

Conclusión

Las rutas en las que pueden estar involucrados los plaguicidas aplicados en suelo son muy diversas y se alteran de manera importante con las características del producto, del suelo y del ambiente por lo que se pueden dar dos o más procesos al mismo tiempo. Las aplicaciones no son eliminadas totalmente cuando entran al sistema suelo, pues llegan a contaminar o a persistir en el ambiente y afectar a diferentes organismos. Una herramienta para amortiguar esta acumulación es mantener una buena condición biológica del suelo con adiciones de materia orgánica y conservación de la microbiota. Además, es importante hacer un seguimiento del uso e impacto de cada plaguicida, así como su evolución con la finalidad de maximizar los beneficios y minimizar los riesgos e impactos negativos.

Cita correcta de este artículo

INTAGRI. 2017. Evolución de Plaguicidas en el Suelo. Serie Suelos Núm. 35. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p.

Fuentes consultadas

  • Cycon, M; Piotrowska, S.Z. 2006. Transformation of Pesticides in Soil Environment A Review. Pestycydy 3(4):45-56.
  • Aparicio, V.; Gerónimo, E.; Hernández, G.K.; Pérez, D.; Portocarrero, R.; Vidal, C. 2015. Los Plaguicidas Agregados al Suelo y su Destino en el Ambiente. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Argentina. 73 p.
  • Sánchez, M.M.J.; Sánchez, C.M. 1984. Los Plaguicidas. Adsorción y Evolución en el Suelo. Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología. España.  51 p.
2do Congreso Internacional de Fitosanidad en Hortalizas

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