Fitotoxicidad por herbicidas en condiciones de sequía
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Redactado por Stephen Strachan, Ph.D. Y Kevin Hahn, Ph.D.
Puntos clave
- Los herbicidas se descomponen mediante degradación microbiana o química en presencia de humedad en el suelo.
- Cuando los suelos están muy secos, esa descomposición microbiológica disminuye.
- La degradación química se sigue produciendo en suelos secos y puede aumentar cuando la temperatura del suelo se incrementa.
- Si sembramos un cultivo sensible a fitotoxicidad en un suelo que se haya tratado con un herbicida que se degrada únicamente a través de la actividad microbiana, debemos comprobar las indicaciones en la ficha del producto con detenimiento.
Residualidad de herbicidas
En los estadíos del cultivo posteriores a un periodo de sequía, los agricultores deben prestar atención a la posible residualidad de los herbicidas. Los herbicidas se descomponen por medio de degradación microbiana o química en presencia de humedad en el suelo. Cuando los suelos están muy secos, la descomposición de los herbicidas a través de la actividad microbiológica disminuye. Si hay sospecha de fitotoxicidad y se necesita diagnosticar problemas de residualidad de herbicidas derivados tras condiciones de sequía acusada, la presente información es de utilidad para identificar cómo se degrada el herbicida que se ha aplicado y cómo puede verse afectada su tasa de degradación.
Degradación de herbicidas en suelos secos
Para comprender como se degradan los herbicidas en suelos secos, es importante entender cómo se comportan esos suelos y los microorganismos que viven en él en condiciones de falta de agua, las formas de degradación de los herbicidas y la interacción entre sus moléculas y los microorganismos.
Características del agua en el suelo
Un suelo saturado contiene alrededor de un 50% de sólidos, un 25% de agua en los microporos y el 25% restante de aire en los macroporos. A medida que el suelo se seca, se consume el agua disponible para las plantas de los microporos. También hay una tercera forma de agua en el suelo denominada agua de adhesión. Se trata del agua que rodea a los coloides del suelo adherida por medio de fuertes enlaces químicos y de hidrógeno. Las plantas no son capaces de absorber esta agua. Además, esta agua de adhesión no se evapora en condiciones secas y comprende alrededor del dos al cinco por ciento del peso (20 a 50 toneladas) de una fracción de media hectárea de tierra seca al aire. Esa fracción de media hectárea comprende media hectárea de suelo a una profundidad de aproximadamente quince centímetros y pesa aproximadamente 1.000 toneladas. (Foth, H.D. y L. M. Turk, Fundamentals of Soil Science Fifth ed., Wiley and Sons, Nueva York. Pp. 63-96.)
Microorganismos en el suelo
Los microorganismos (bacterias, hongos, etc.) necesitan agua para vivir y deben vivir en un entorno completamente saturado para sobrevivir. A medida que el suelo se seca, esos acúmulos acuosos de los microporos disminuyen, lo que reduce las poblaciones microbiológicas. A medida que los suelos se secan, disminuyen los microorganismos presentes para la degradación de herbicidas, por lo que la tasa de degradación microbiana de los herbicidas disminuye.
Herbicidas en el suelo
Los herbicidas tienden a existir como moléculas individuales en el perfil del suelo. Estas moléculas tienden a unirse o asociarse con los coloides, la arcilla o la materia orgánica del suelo. Por lo tanto, una gran parte de las moléculas del herbicida está asociada a agua de adhesión. Otra parte de los herbicidas se disuelve en el agua acumulada en los microporos del suelo. Las moléculas de herbicidas asociadas con el agua de adhesión del suelo y con el agua de los microporos finalmente alcanzan concentraciones equilibradas y se mueven entre los dos tipos de agua. A medida que el suelo se seca, aumenta la cantidad relativa de moléculas de herbicidas asociadas con el agua de adhesión.
Cómo los microorganismos degradan los herbicidas en el suelo húmedo
Los microorganismos deben estar estrechamente asociados con las moléculas de los herbicidas para así degradarlas. Por tanto, la mayor parte de la degradación microbiológica se produce en los microporos del suelo. Cuando un microorganismo degrada una molécula de herbicida en el microporo, se establece un nuevo equilibrio entre el herbicida en la solución de agua del microporo y el herbicida asociado con el agua de adhesión.
A medida que las moléculas del herbicida se eliminan del agua de los microporos mediante la degradación microbiológica, la cantidad de moléculas del herbicida asociadas con el agua de adhesión disminuye hasta que, finalmente, se consumen todas las moléculas de herbicida.
Un suelo seco ralentiza la degradación microbiana
La tasa de degradación microbiológica de los herbicidas disminuye a medida que los suelos se vuelven más secos por dos razones: en primer lugar, los microorganismos necesitan agua para vivir. Cuanta menos agua disponible haya, menos microorganismos habrá. Si hay menos microorganismos, hay menos capacidad para degradar moléculas del herbicida. En segundo lugar, el tamaño diminuto de la molécula del herbicida permite que estas moléculas penetren en poros muy pequeños. Las moléculas de los herbicidas miden apenas unos Angstroms (1 Angstrom = 10-10 mm), mientras que los microorganismos miden apenas unas micras (1 micra = 10-6 mm). Los microorganismos son unas 10.000 veces más grandes que las moléculas de los herbicidas. Estas pequeñas moléculas permanecen «ocultas» o «protegidas» del ataque microbiológico porque los microorganismos, relativamente más grandes, no pueden penetrar en esos poros.
Degradación química de los herbicidas en el suelo
La degradación química se produce allí donde hay agua. Esto incluye el agua asociada con los microporos del suelo y el agua muy asociada con los coloides (agua de adhesión).
Incluso el suelo más seco, en su estado natural, contiene alrededor del dos al cinco por ciento de agua en peso. Mientras haya agua, se puede producir una degradación química.
La degradación química de los herbicidas en suelos secos
La temperatura del suelo también desempeña un papel fundamental en la degradación de los herbicidas. Las reacciones químicas se suelen producir con mayor rapidez a medida que aumenta la temperatura. En condiciones de sequía la temperatura del suelo también tiende a ser más elevada. Por tanto, la degradación química de los herbicidas tiende a aumentar. Se desconoce cuánto aumenta la tasa de degradación química en relación a la tasa de disminución de la degradación microbiológica a medida que los suelos se secan.
Cómo se degradan las familias de herbicidas comunes
La siguiente tabla contiene ejemplos de cómo algunos de los herbicidas más comunes se degradan en el suelo. Obsérvese que la categoría química es más importante que el modo de acción para determinar las vías primarias de degradación de los herbicidas. A modo de ejemplo, tanto las imidazolinonas como los herbicidas de sulfonilureas afectan al sitio de unión de la ALS. Sin embargo, los herbicidas de imidazolinona se degradan principalmente por vía microbiológica, mientras que los herbicidas de sulfonilureas (por ejemplo, el clorimurón etílico, el rimsulfurón y el tribenurón) se degradan tanto por vía microbiológica como química.
Tabla 1. Vías de degradación de los herbicidas (generalmente basadas en la categoría química y no en el modo de acción).
1Referencias: Herbicide Handbook, Sociedad de malherbología de Estados Unidos, 9ª ed, 2007, y documentos publicados por EPA.
2Rotación de cultivos si aplicamos metribuzin previa a siembra de soja.
3pH alto: degradación microbiana. pH bajo: degradación química y microbiana.
Degradación de herbicidas en condiciones de sequía: siga las indicaciones de la etiqueta
Muchas de las materias activas que figuran en la Tabla 1 llevan muchas campañas utilizándose. Estos herbicidas se han aplicado tanto en años de sequía (por ejemplo 1988) como en años muy lluviosos (por ejemplo1993). Las etiquetas de los productos suelen incorporar un apartado llamado «medida de seguridad» que conviene leer con detenimiento. Si le preocupa sembrar un cultivo sensible en un suelo que se haya tratado con un herbicida que se degrada únicamente a través de la actividad microbiana, compruebe los condicionantes relativos a rotación de cultivos y posibles fitotoxicidades y siembre el cultivo según las indicaciones.