Las sustancias naturales que se utilizan en fitosanidad y como bioestimulantes o para gatillar resistencia sistémica adquirida provienen de tres fuentes: vegetal, animal o mineral.
Históricamente la primera descripción del uso de sustancias naturales para fines fitosanitarios data del año 234 a.c. cuando Marcus Portius Cato explicó el rol de los productos a base de aceites. Sin embargo, la primera evidencia científica aparece en el año 1690 cuando se comienza a usar en ciruelos una sustancia presente en el tabaco: nicotina. Desde entonces se han multiplicado las sustancias naturales para uso agrícola. En la actualidad se usan cerca de 200 de esas sustancias y los expertos anticipan que esta cifra debería alcanzar las 500 en el año 2020. En New Ag International hemos realizado una extensa cobertura a los principales temas del biocontrol: macro-organismos, semioquímicos, agentes microbianos y ahora es el turno de la cuarta y más controversial área de la industria mundial del biocontrol.
Nicotina, extractos de vacuno, extractos de camarón y de cangrejo, aceites vegetales, aceites cítricos, extractos de la familia Rutacae, caolina, silicato de potasio, diatomita, selenio, extractos de Reynoutria, aceite de Neem, extractos de ajos, extractos de cítricos, Piretrum, Laminaria digitata, Ascophyllum nodosum, Melaleuca alternifolia, etc.
Detrás del nombre comercial de varios de los productos más conocidos en el mercado como Timorex –un fungicida de Stockton-, Ecoswing – un fungicida de Ecoflora-, Eradicoat de Certis –un ingrediente contra plagas-, Milsana –un fungicida de BioFa-, Ecoguard de Bioforsk, Bestcure de Futureco – un fungicida y bactericida-, Stimplex de Acadian Agritech – un estimulador de las defensas de las plantas-, Iodus de Goëmar –un fungicida- se puede encontrar en operación una o una combinación de varias sustancias naturales.
SUSTANCIAS NATURALES: NUEVAS FORMULACIONES AVANZADAS
Los minerales son una parte muy importante en el portafolio de productos biopesticidas. Se pueden dividir en tres grupos: (1) aquellos que generan barreras que separan al patógeno de la planta o interrumpen el acceso del patógeno al agua; (2) aquellos que generan un impacto físico como la abrasión o sofocación (3) los productos que son un “carrier” inerte para acompañar biopesticidas.
Los productos a base de caolín son un buen ejemplo de biopesticidas que generan una barrera entre los insectos y las plantas. Actúan como un agente de cobertura que evita que las insectos pongan huevos o entren en contacto con la superficie de la planta. Las pequeñas partículas del caolín también se adhieren al cuerpo de los insectos, repeliéndolos. El caolín es un mineral inerte, que se ocupa como materia prima en una serie de productos como el papel, los cosméticos y productos farmacéuticos. En los cultivos sus residuos no se diferencian mayormente de los que provienen de otras fuentes de arcillas y son fáciles de lavar, si perduran hasta cosecha.
La empresa Engelhard Corporation (EE.UU.) formula un producto polvo mojable a base de 95% de caolín activo. El producto genera una película que bloquea cantidades significativas de radiación ultravioleta e infrarroja, reduciendo el estrés por temperatura y por quemaduras a las plantas y frutos. En los últimos años ha habido un gran desarrollo de estos productos y hoy se pueden obtener partículas de caolín con tamaños menores a los 2 micrones. De esta forma se crea una película porosa que cubre toda la planta hasta la cosecha, y luego se lava. Esta delgada película no interfiere con el proceso de fotosíntesis de la planta, pero sí altera el comportamiento de las plagas. Esta nueva tecnología ya se usa en todo América del Norte, Latinoamérica, Australia, Turquía, Grecia, España, Italia, etc. El caolín es una sustancia mineral con un modo de acción que no es sitio específico. Por lo tanto, no se espera que genere problemas de resistencia. Ensayos realizados en Europa demuestran que los productos formulados a base de caolín obtienen controles iguales o superiores que aquellos logrados con insecticidas estándar (piretroides u organofosforados).
El silicato de potasio es otro ejemplo de biopesticidas que generan barreras físicas y también sirven para disecar insectos con cuerpos blandos y ácaros.
La diatomita es un bioinsecticida que combate plagas a través de la abrasión. La diatomita contiene plantas microscópicas fosilizadas. ¿Cómo opera? Estos microscópicos pedazos fosilizados son muy filosos y cortan el exoesqueleto de los insectos, causándoles la muerte.
Los aceites minerales se utilizan para sofocar las plagas en etapas reproductivas.
Finalmente, se utilizan minerales como “carriers” inertes que acompañan a los biopesticidas. En estas aplicaciones, se incluyen minerales en la formulación para mejorar la acción biopesticida, pero el mineral en sí es considerado una sustancia inerte. Hay varios ejemplos como la montmorillonita, caolín, attapulgita y talco, los que normalmente se usan como “carriers” de biopesticidas en formulaciones en polvo o granulares. Caolín es por lejos la más conocida y se usa desde hace muchos años. ¿Es el caolín la nueva sustancia milagrosa? Con certeza no, pero sí es una nueva herramienta para complementar o reemplazar tratamientos agroquímicos.
¿PERDIDO EN LA JUNGLA DE LOS EXTRACTOS DE PLANTAS?
Las plantas son laboratorios naturales donde una gran cantidad de químicos son biosintetizados. Muchas plantas han desarrollado mecanismos naturales, bioquímicos para defenderse de la competencia por parte de las malezas y de los ataques de animales, insectos y hongos. Algunos de estos químicos desincentivan que los insectos u animales se alimenten de las plantas. Otros proveen protección e incluso inmunidad a las enfermedades provocadas por algunos patógenos. Y otros ayudan a que la planta compita mejor por recursos desincentivando a otras plantas. Al estudiar todos estos compuestos los científicos han podido descubrir muchos compuestos que pueden ser usados como biopesticidas.
Los extractos de plantas se han usado por siglos para controlar plagas y enfermedades. Ya en el año 400 a.c. se utilizaba un polvo obtenido de las flores secas de piretrum (Tanacetum cinerarifolium). El primer insecticida botánico tiene sus orígenes en el siglo XVII cuando se demostró que la nicotina obtenida de las hojas del tabaco mataba los escarabajos del ciruelo. En la actualidad hay cientos de extractos de plantas comercializados como insecticidas. Estos productos se pueden clasificar en diferentes clases (según BPIA):
1) Reguladores de Crecimiento: estos son extractos de plantas que previenen que los insectos lleguen a su estadio reproductivo.
2) Interruptores de la alimentación: Un compuesto que una vez que el insecto lo ingiere impide que se siga alimentando lo que le provoca la muerte. Se interrumpe de esta forma el daño al cultivo.
3) Repelentes: Son compuestos que liberan olores que irritan o causan rechazo en los insectos.
4) Confundidores: Son compuestos que imitan fuentes de alimentos y son utilizados en trampas para alejar a los insectos de los cultivos. Estos compuestos también pueden ser formulados como sprays concentrados diseñados para confundir a los insectos debido a que reciben tal magnitud de estímulos que no pueden encontrar el cultivo.
Los extractos de plantas no solo son usados directamente como insecticidas sino que también son usados como fuente para formular insecticidas sintéticos basados en productos análogos formulados en laboratorios. Los científicos han logrado modificar moléculas encontradas en las plantas para que sean más tóxicas y/o más persistentes. Un ejemplo de esto son las familias de insecticidas de los piretroides y neonicotinoides, derivados de plantas como piretro y tabaco.
Los extractos de plantas también pueden ser usados como bioherbicidas y tienen diferentes modos de acción (Fuente: BPIA).
1) Alelopatía de las plantas: Este es un término que se ocupa para definir la interacción bioquímica de una planta para inhibir el crecimiento de otra planta vecina. Los árboles de nogal negro ( Juglans nigra), por ejemplo, producen el aleloquímico juglone, que es tóxico para muchas otras plantas. Recientemente se han descubierto muchos aleloquímicos que tienen el potencial para ser desarrollados como herbicidas naturales.
2) Reguladores de crecimiento: Algunos aceites de las plantas pueden actuar como efectivos herbicidas de contacto a través de una serie de mecanismos como romper la membrana celular, inhibir la síntesis de amino-ácidos o inhibir la producción de enzimas necesarias para la fotosíntesis.
3) Control mecánico: Algunos extractos de plantas son poderosos agentes naturales que actúan directamente sobre las malezas. D-Limonene, por ejemplo, es un efectivo agente desengrasante que elimina la cutícula cerosa de las hojas de las malezas, provocando la deshidratación y posterior muerte de la planta.
El segmento de bioherbicidas está recién en etapa de desarrollo. Dónde sí los extractos naturales han alcanzado un uso interesante es como fungicidas. Este es el segmento donde hay más productos. El control de hongos se puede realizar a través de diferentes vías: algunos extractos de plantas actúan como fungicidas de contacto, otros destruyen la integridad de la membrana celular, mientras que otros inactivan enzimas e interfieren en el proceso metabólico de los hongos.
RESISTENCIA ADQUIRIDA: LAS ALGAS LLEVAN LA DELANTERA
Al tratar los cultivos con algunos extractos vegetales estos producen y acumulan elevados niveles de proteínas especializadas y otros compuestos que inhiben el desarrollo de enfermedades fungosas y bacterianas. En efecto, se gatilla el sistema inmunológico de la planta para que la defienda de enfermedades.
Dentro de los extractos vegetales que tienen estas propiedades, está muy bien documentado que los extractos de algas marinas (principalmente Ascophyllum nodosum, Laminaria digitata y Ecklonia maxima) gatillan la resistencia adquirida de las plantas.
En el pasado, la investigación en la eficacia y modo de acción de los extractos de algas Ascophyllum nodosum se había enfocado en los beneficios de las hormonas y compuestos nutricionales de estas algas sobre las plantas. Pero las investigaciones más recientes (en particular las realizadas por Acadian Seaplants y Valagro) se han concentrado en la resistencia de las plantas a enfermedades. Estas nuevas investigaciones muestran que las plantas a nivel molecular y a nivel de expresión fenotípica reaccionan en defensa de enfermedades cuando se les aplican algunos extractos de algas.
Las investigaciones conducidas por el Dr. Balahrishnan Prithiviraj y el Dr. Jayaraman Jayaraj en Nova Scotia (Canadá) abrieron el camino para estas nuevas líneas de desarrollo. Y los ensayos a nivel de campo lo han confirmado. Trabajos realizados con la bacteria Pseudomona syringae utilizando la planta modelo Arabidopsis thaliana demostró un crecimiento lineal en la resistencia a la enfermedad a medida que se aplicaban mayores dosis de extractos de Ascophyllum nodosum ( Prithiviraj, 2007). Trabajos realizados por Jayaraj (2008, 2010) en la enfermedad fúngica Alternaria radicina y Botrytis cinerea aportan evidencia sobre la inducción de resistencia sistémica adquirda luego de tratamientos con Ascophyllum nodosum en zanahorias inoculadas. Se determinó que las aplicaciones foliares de extractos de esa alga fueron más eficientes en la reducción de la enfermedad que aplicaciones de ácido salicílico (100 µm). Más aún, se determinó que se aumentó la actividad de enzimas como la peroxidada, polifeniloxidasa, quitinasa y glucanasa que están relacionadas con los mecanismos de defensa.
Otro ejemplo claro de un extracto de alga posicionado como fitosanitario ha sido el extracto de Laminaria digitata de la empresa francesa Goëmar, comercializado bajo la marca Iodus. En el año 2003 el producto Iodus 2 Cereals ingresó al mercado francés como estimulador de las defensas. Su registro se extendió a varias enfermedades de la cebada en el 2005 y luego se expandió a varios otros países y cultivos ( ej: oídio en fresas, Erwinia amylovora en manzanos y peras, etc.).
Laminarin es un betaglucano natural y con este compuesto Goëmar inventó y comercializó el concepto de “vacuna para las plantas”: Laminarin puede estimular la defensa natural de las plantas. Un uso muy exitoso de Laminarin ha sido en trigo: Goëmar demostró que con aplicaciones de 40 g/ha disminuyen efectivamente los daños por hongos. Al introducir este producto en un programa fitosanitario su uso ayuda a reducir las aplicaciones de otros fungicidas, con la misma efectividad. Los ensayos demostraron que en varias enfermedades fungosas (Erisiphe graminis, Septoria Tritici) se lograron aumentos de los rendimientos y menos micotoxinas en el cultivo. La protección puede permanecer por 6 semanas. Este producto obtuvo el registro de la EPA en Estados Unidos en Febrero del 2010. Pese a que las ventas en Francia no fueron todo lo exitosas que se esperaban (por una serie de razones comerciales, de distribución y de asesoría de los agentes de extensión), Goëmar ha sido la primera empresa en el mundo en promover, registrar y posicionar en el mercado un extracto de algas como un producto fitosanitario.
EXTRACTOS ANIMALES: UN SEGMENTO MÁS PEQUEÑO DEL MERCADO
El virus global TYLCV ( tomato yellow leaf curl virus) es muy agresivo y afecta a miles de hectáreas de tomate en todo el mundo. De hecho limita la producción de tomate en muchas regiones. La aplicación de un producto líquido a base de oligosacáridos de quitosano ha logrado reducir significativamente la enfermedad, según relata la empresa china Leili Agrochemestry. Su producto Softguard ( 2.6% de oligosacáridos de quitosano) es producido a partir de las caparazones de cangrejos y camarones. Estos oligosacáridos provocan efectos hormonales en las plantes. Algunas de estas respuestas incluyen elongación de tallos, estimulación de la producción de etileno, antagonismo frente a virus y elicitar varias acciones de defensa.
En Chile, la empresa Bioagro comercializa su producto Biorend, producido a partir de oligosacáridos obtenidos a partir del caparazón de un crustáceo austral, la centolla. Este producto ha tenido excelentes resultados en la Inducción de Resistencia Sistémica en vides y frutales y se comercializa en muchos países de Latinoamérica.
Se han identificado otros extractos de animales (incluyendo extractos de carne de vacuno) que tienen un efecto contra enfermedades como el oídio. Se asocia esta propiedad a la composición de los extractos de carne de vacuno, que son esencialmente proteínas naturales hidrolizadas.
UN MERCADO FRAGMENTADO, QUE ENFRENTA LEGISLACIONES COMPLEJAS, PERO QUE PUEDE CRECER FUERTEMENTE
Debido a la creciente presencia de productos en la frontera entre la nutrición vegetal y la fitosanidad, lo que ha generado muchas preguntas a nivel de los agentes legislativos, era esencial que la principal institución de la industria del biocontrol mundial se pronunciara sobre el asunto. Y lo ha hecho. La International Biocontrol Manufacturers Association (IBMA) manifestó: “Los biofertilizantes y los bioestimulantes no son productos por los cuales una empresa pueda exigir su legítimo derecho a postular a una membresía en la IBMA. IBMA es una asociación de fabricantes de productos de biocontrol y estos productos en forma inherente no proveen de control de plagas y enfermedades”. “Las empresas que producen o distribuyen Fitofortificantes pueden postularr para ser miembros de la IBMA y serán tratados de acuerdo a los nuevos procedimientos. Estos postulantes pueden ser aceptados pero debemos ser cuidadosos: aquellos postulantes deben adherir a los Principios de la IBMA y respetar las regulaciones locales en los países donde se desempeñan. Los beneficios publicados en las etiquetas y la literatura sobre sus productos debe ser una representación fiel de los beneficios y cualidades del producto.
En todos los casos, la IBMA insiste que el postulante debe aportar evidencia de que el fitofortificante actúa como un agente o producto que entrega cierto tipo de protección, prevención, reducción, control y/o manejo de plagas y/o enfermedades.
En la actualidad, cerca de 200 empresas socias de la IBMA también pertenecen al grupo interno sobre Sustancias Naturales. Muy pocas de ellas pueden afirmar que su principal negocio es el mercado del biocontrol con sustancias naturales. Este mercado, pese a ser muy promisorio es más fragmentado aún que el mercado de los productos a base de microbios ( reseñado en ediciones anteriores de New Ag International). En el 2005, con ventas estimadas en US$180 millones, representaba sólo el 18% del mercado global de biopesticidas. Sin embargo, hay diferencias bastante fuertes entre regiones: en Asia es un 28% mientras que en Europa es un 15%. En el 2008, un estudio de ENDURE estimó el mercado total de extractos naturales en Europa en cerca de 18 millones de euros ( ni siquiera un 10% del mercado total de biocontrol). Pero por otra parte ( ver tabla 1) las oportunidades para las sustancias naturales son las mayores de todos los cuatro categorías de agentes de biocontrol.
Debido al creciente interés en biopesticidas y el uso de productos orgánicos y de química suave (low chem), se proyecta una creciente incorporación de estos productos a los programas de biocontrol. La puesta en marcha de una correcta legislación que separa a los productos buenos con impactos probados de aquellos sin base científica permitirá un fuerte crecimiento de esta industria.
Tabla 1. Oportunidades para productos de Biocontrol en los principales cultivos de la Unión Europea (desde 2010)
Fuente: Agridata, Estudio Cualitativo sobre Protección de los Cultivos en Europa.
Fuente: redagricola