La desintoxicación metabólica es un término que quizás hayas dejado felizmente en una clase de química universitaria. Es la razón aunque, por qué los herbicidas selectivos perdonan los cultivos mientras matan las malas hierbas.
“La razón por la que podemos usar la atrazina en el maíz es porque el maíz puede metabolizar, o descomponer rápidamente, la atrazina antes de que cause daño al maíz, "Dice Aaron Hager, Especialista en malezas de extensión de la Universidad de Illinois (U of I).
Desafortunadamente, las malas hierbas están empezando a imitar esto.
La mayoría de las malezas resisten a los herbicidas debido a alteraciones en el sitio de su gen objetivo. Algunos ahora también resisten a los herbicidas a través de mecanismos de sitios no objetivo, incluido el metabolismo.
“La resistencia metabólica es la capacidad de una planta de maleza para descomponer o metabolizar un herbicida que daña la maleza, ”Dice Hager. “Ahora están imitando el metabolismo de selectividad que ocurre en los cultivos. Esta es la resistencia. Teóricamente una especie de maleza podría resistir un herbicida al que nunca antes había estado expuesta ".
Agrega que esto podría neutralizar un nuevo sitio de acción de herbicida antes de que se aplique a una población de malezas.
Cáñamo a prueba de balas
En 2009, Los científicos de U de I analizaron una población de cáñamo que infestaba un campo de maíz de semillas continuo en el centro de Illinois. Prosperó incluso después de las aplicaciones de herbicidas inhibidores de HPPD como Callisto.
Inicialmente, los investigadores sospecharon que la resistencia se debía a la mutación del sitio objetivo. En lugar de, encontraron que ciertas enzimas en los genes del cáñamo de agua dispararon un mayor metabolismo a mesotriona (ingrediente activo de Callisto) y también a atrazina. Desde entonces, varios otros lugares del medio oeste han informado de sucesos similares. Los investigadores de U de I han confirmado la resistencia metabólica a la atrazina de un solo gen. Es probable que múltiples genes estén modificando las poblaciones metabólicas resistentes a HPPD, aunque. Sin embargo, los investigadores aún no han encontrado esos genes.
El hecho de que múltiples genes estén involucrados en tales casos de resistencia metabólica hace que sea más difícil de abordar, dice Gordon Vail, Líder de producto técnico de Syngenta. “La resistencia que encontramos en Palmer amaranto y cáñamo degrada la química con tres, cuatro o cinco genes más ".
Esto difiere de la mutación del sitio objetivo que ocurrió con los herbicidas para el sitio de acción de ALS (Pursuit, Cetro). “Con herbicidas para ELA, estamos tratando con un solo gen, ”Dice Vail.
Los genes implicados en la resistencia estimulada por el metabolismo pueden contarse por centenares, dice Dean Riechers, un fisiólogo herbicida de la U de I. Los investigadores de la U de I ahora están buscando nuevas formas de superar el mecanismo de resistencia al inhibidor de HPPD bloqueando las enzimas de las malas hierbas utilizando un inhibidor químico diferente. Si los científicos pueden encontrar inhibidores de las vías del metabolismo de los herbicidas del cáñamo, puede ser posible sortear la resistencia sin dañar el cultivo, él dice.
La resistencia a las mutaciones del sitio objetivo es más fácil de predecir, ya que a menudo se ve estimulado por aplicaciones repetidas del mismo sitio de acción del herbicida. No es así con la resistencia metabólica.
“Será menos probable predecir con precisión que esto sucederá con un herbicida o grupo de herbicidas específico, ”Dice Hager.
Hay una buena noticia en el sentido de que las vías que conducen a la resistencia metabólica son complicadas. “Se necesita mucho más tiempo para que la resistencia metabólica se desarrolle y se propague en comparación con la resistencia en el sitio objetivo, ”Dice Vail.
Qué hacer
Mientras tanto, la aplicación de una mezcla de herbicidas con múltiples sitios de acción efectivos cada vez que se realiza una aplicación puede prevenir la resistencia, dice Hager.
También lo es la labranza. Eso es anatema desde el punto de vista de la erosión, ya que la labranza reducida y la labranza cero son la belleza de la pelota de conservación de la salud del suelo en estos días. Desafortunadamente, hay muchos intrusos indeseados. “El amaranto palmer se adapta bien a la labranza reducida, "Dice Mike Weber, Representante técnico senior de Bayer Crop Science.
Jayme Dick-Burkey, que cultiva con la familia de su esposa cerca de Dorchester, Nebraska, señala que planeaban continuar con la labranza cero en toda su granja. Sin embargo, una revisión de malezas resistentes a herbicidas les ha llevado a complementar los herbicidas plantando cultivos de cobertura seguidos de la labranza en algunos campos.
“Vimos que esos campos tenían una ventaja sobre los campos con una sola aplicación de herbicida, ”Dice Dick-Burkey.
La erosión es una preocupación. Todavía, él dice, Algunos campos de labranza cero con cultivos de cobertura muertos antes de la siembra de la cosecha de 2016 tuvieron una erosión peor que aquellos donde los cultivos de cobertura se habían incorporado al suelo.
“Los cultivos de cobertura incorporados al suelo parecen contener la presión de las malezas, " él dice. "Parecía que la reincorporación al suelo le daba al suelo una estructura más uniforme y resistente".
Este hallazgo y la investigación posterior han llevado a Dick-Burkey y su familia a invertir en herramientas de labranza adecuadas para dichos campos. El manejo del banco de semillas es otra herramienta para el manejo de malezas resistentes a herbicidas.
“El año pasado no fue el mejor año para el control del cáñamo (en Iowa), "Dice Mike Owen, un especialista en malezas de la Extensión de la Universidad Estatal de Iowa. “Había muchas plantas en medio de los campos antes de la cosecha. Si no nos ocupamos de esas plantas dispersas mediante el colorete a mano, estaremos en verdaderos problemas. Combinar esos parches en la cosecha es una forma increíblemente eficaz de esparcir semillas de cáñamo por el campo ".
Mientras tanto, tenga en cuenta la resistencia metabólica la próxima vez que vea malas hierbas que simplemente no morirán. "No sigue las reglas, ”Dice Hager.
¿Qué está pasando por la pica?
Desde la década de 1950 hasta mediados de la de 1980, Las empresas de agroquímicos descubrieron constantemente nuevos herbicidas para maíz y soja con nuevos sitios de acción (SOA). Entonces cesaron los descubrimientos.
Inhibidores de HPPD (Callisto, Impacto, y Laudis) fueron los últimos SOA herbicidas nuevos que se comercializaron.
Entonces, ¿viene un nuevo herbicida SOA? Probablemente no por mucho tiempo, dice Gordon Vail, Líder de producto técnico de Syngenta.
"Es realmente difícil de hacer, ", Dice" Hemos descubierto todos los fáciles ". Agrega que algunos compuestos de investigación que tienen un excelente control de malezas podrían dañar el cultivo. Mientras tanto, un herbicida con un nuevo SOA que sea suave para el cultivo solo podría resultar en un control de malezas del 40% al 50%.
"Todo el mundo cree que necesitamos un nuevo sitio de acción, ”Dice Vail. “No encontraremos uno hoy. Quizás encontremos uno en el futuro. Pero desarrollar un nuevo sitio de acción para una maleza que pueda metabolizar fácilmente cualquier cosa que rocíe puede no ser una estrategia adecuada ".
“Una mejor alternativa puede ser buscar nuevas moléculas de ingredientes activos en los sitios de acción existentes, " él dice.
Los factores diferenciadores como el pH y la acidez de las moléculas de ingredientes activos existentes pueden hacer que sea imposible que las malas hierbas como el cáñamo lo degraden. Vail agrega.
Syngenta tiene uno de esos compuestos que puede debutar la próxima década, él dice. Aunque es un inhibidor de HPPD como Callisto, tiene una afinidad de unión diferente a los sitios objetivo de las malas hierbas.
