31/10/24, 00:00

Malezas resistentes : de la sospecha a campo a la confirmación en laboratorio

Los herbicidas son la principal herramienta para el control de malezas, representando hasta el 50% del mercado mundial de protección de cultivos. Desde REM repasan el rol de los sistemas de alerta y los protocolos para la detección temprana de resistencia

Los herbicidas son la principal herramienta para el control de malezas, representando hasta el 50% del mercado mundial de protección de cultivos. Son herramientas relativamente baratas, evitan prácticas de remoción del suelo que requieren trabajo y tiempo y que además tienen impactos negativos sobre su salud, fertilidad y capacidad productiva . 

Sin embargo, su uso excesivo y la variabilidad genética en las malezas, puede acelerar la selección de malezas resistentes. Actualmente, en el mundo 273 especies de malezas han desarrollado resistencia a diferentes sitios de acción en herbicidas. Mientras que en Argentina, se han confirmado 47 biotipos resistentes a 5 sitios de acción distintos.

Gráfico de biotipos de malezas resistentes en Argentina

La detección temprana de la resistencia mediante pruebas confiables es clave para manejar malezas resistentes a herbicidas. Además de confirmar el estado de resistencia, estos diagnósticos permiten monitorear su distribución y abundancia, proporcionando datos esenciales para optimizar investigaciones futuras y diseñar estrategias sólidas de gestión.

Se han desarrollado diferentes tipos de diagnósticos según los objetivos, el nivel de precisión requerido, el tiempo y los recursos disponibles, así como las especies de malezas consideradas. Sin embargo, cuando se requiere la confirmación del estado de resistencia de un nuevo biotipo de maleza, se necesita realizar un bioensayo robusto de toda la planta en un entorno controlado.

Criterios para la confirmación de malezas resistentes a herbicidas

La Red de Manejo de Plagas de Aapresid (REM) lleva casi 15 años implementando estrictos protocolos para diagnosticar tempranamente y de manera fiable casos de resistencia.  

Así, trabaja en línea con  investigadores que aportan al programa información sobre bioensayos de laboratorio que  deben cumplir con los criterios internacionalmente establecidos y aceptados  por la Weed Science Society of America (WSSA). Seguir estas pautas garantiza precisión, objetividad, transparencia y coherencia en la determinación de la resistencia. El incumplimiento de uno de esos criterios impedirá que un caso sea clasificado como resistente. A continuación se detalla cada uno:

Criterio 1: Cumplimiento de la definición de resistencia de la WSSA. Esta definición establece que una maleza es resistente si sobrevive y se reproduce (genera descendencia viable) después de la exposición a una dosis de herbicida que normalmente controlaría una población similar de la misma especie.

Criterio 2: Confirmación de datos de resistencia. La resistencia debe ser confirmada por un análisis científico imparcial esto comprende dos evaluaciones típicas en primer lugar la población debe sobrevivir a la dosis de campo y en segundo lugar debe haber una diferencia en sensibilidad en la comparación de plantas resistentes y susceptibles de la misma especie estas evaluaciones deben ser en ensayos replicados y científicamentes sólidos.  El Comité de Acción de Resistencia a Herbicidas (HRAC) generó un documento para especificar los lineamientos para la realización de ensayos de determinación de resistencia a herbicidas. European Guidelines to conduct herbicide resistance tests

Criterio 3: Heredabilidad de la resistencia. La evaluación de la resistencia a herbicidas debe llevarse a cabo mediante la recolección de semillas. Se recomienda utilizar semillas de segunda generación de plantas cultivadas en invernadero de las poblaciones R y S (resistente y susceptible), aunque esto no es obligatorio. Este enfoque asegura que las comparaciones se realicen en condiciones controladas y también indica la heredabilidad de la resistencia en relación con la población encontrada en el campo.

Criterio 4: Demostración de impacto práctico en el campo. La maleza resistente debe plantear un problema práctico para los agricultores en el campo. Esto significa que la resistencia de la maleza afecta significativamente la eficacia del herbicida y dificulta el control de la maleza utilizando métodos convencionales, además el área ocupada por el biotipo resistente debe ser considerable.

Criterio 5:  Identificación  hasta el nivel de “especie”. La planta en cuestión debe ser una maleza identificada hasta el nivel de “especie”. Los casos de selección deliberada y/o artificial para resistencia a herbicidas, incluyendo cultivos resistentes a herbicidas como voluntarios, no se incluyen en estos criterios.

 

Paso a paso para confirmar una resistencia: del lote al laboratorio

En cuanto al   protocolo experimental para  identificar posibles poblaciones resistentes, este se basa en una serie de etapas específicas.

1. Observación en campo
La sospecha inicial de resistencia generalmente surge de un control insatisfactorio de las malezas tras la aplicación de un herbicida.  La observación precisa en campo es importante para detectar cualquier reducción en la eficacia del herbicida.  

Sin embargo, no se debe asumir que la resistencia es la causa; ya que primero se deben investigar otras razones que pueden ser responsables de un rendimiento deficiente del herbicida, como; factores de aplicación del herbicida (dosis o tiempo inapropiados; pulverización defectuosa), condiciones del suelo (humedad del suelo; calidad del lecho de siembra; adsorción), condiciones climáticas (patrones de lluvia; temperatura) o factores de las malezas (tamaño de las malezas; germinación posterior; alta infestación). Por esto a veces es difícil determinar la causa exacta del fracaso del herbicida en el campo. 

Para ayudar a descartar estas posibles causas y reforzar la hipótesis de una posible resistencia, es posible analizar ciertos factores de observacion a campo:

1. Nivel de control de malezas de otras especies susceptibles: Si estas han sido controladas de manera efectiva, entonces la resistencia es una posibilidad concreta.
2. Presencia de plantas vivas adyacentes a individuos muertos: Esto puede indicar la presencia de individuos resistentes, aunque también pueden surgir por variaciones en la etapa de crecimiento de las malezas, aplicación incorrecta o por el sombreado del cultivo.
3. Experiencia pasada: Si la especie sobreviviente ha sido controlada con éxito por el mismo tratamiento en el pasado, o si se ha notado un declive gradual en el control durante un periodo de años, la resistencia puede ser responsable.
4. Historial del herbicida: El uso repetido anual del mismo herbicida, o de herbicidas con el mismo modo de acción, favorece la selección de resistencia.
5. Ocurrencia de resistencia en la zona: Si se ha identificado positivamente resistencia en la misma maleza y con el mismo herbicida en campos o lotes adyacentes, hay una alta probabilidad de que la resistencia esté implicada.

2. Información, muestreo y envío de semillas

Como parte del monitoreo de la evolución de poblaciones de malezas resistentes, es recomendable seguir un procedimiento de muestreo cuidadoso de las plantas sospechosas de resistencia. 

En principio es importante recopilar información detallada sobre el lote y su manejo, datos fundamentales para poder realizar un seguimiento efectivo de la población de malezas a lo largo del tiempo.

La toma de muestra debe incluir un proceso adecuado para recolectar semillas, tanto de plantas sospechadas de resistencia (R) como de plantas susceptibles (S). Es crucial determinar el momento óptimo para recolectar las espigas o semillas, maximizando el número de semillas viables. Esto puede resultar complejo, ya que las malezas suelen tener tiempos de maduración variables, y a menudo su maduración se da justo antes de la maduración del cultivo. Las muestras deben recolectarse en un estado perfectamente maduro y seco, y enviarse al laboratorio o centro de investigación para la comprobación de resistencia. Estas deben remitirse en un sobre de papel claramente etiquetado, donde debe especificar la especie recolectada, la fecha, la ubicación del lote, el responsable y el tratamiento aplicado.

3. Ensayos de dosis respuesta en plantas completas en macetas (bioensayos)
Los tests de resistencia más utilizados y reconocidos, son los ensayos en macetas de plantas completas o bioensayos que se cultivan a partir de las semillas recolectadas en el lote con sospecha de resistencia. 

Luego se pulverizan con el herbicida en cuestión, usando un rango de dosis (estudio de "respuesta a la dosis") o una sola dosis discriminante. Estos ensayos generalmente se realizan en invernaderos o cámaras de ambiente controlado. Las evaluaciones suelen incluir observaciones visuales de mortalidad o vigor de la planta, o mediciones de peso fresco o seco del follaje.

Un componente esencial de todos los ensayos de resistencia es la inclusión de una población estándar sensible de referencia o susceptible. Estas deben seleccionarse cuidadosamente para representar fielmente a la especie y no mostrar sensibilidad o insensibilidad atípicas al herbicida evaluado.  Estas poblaciones susceptibles  pueden obtenerse de: lotes adyacentes, proveedores reconocidos u otras fuentes confiables, muestras confirmadas como sensibles, determinadas mediante experimentación o tomadas de campos de referencia que nunca han sido tratados con un herbicida.
Para los estudios iniciales, es preferible usar un rango de dosis para obtener una curva de respuesta. Esto permite cuantificar el grado de resistencia calculando la relación de dosis necesarias para producir el mismo efecto en poblaciones resistentes y susceptibles. 

Los estudios suelen centrarse en determinar la dosis necesaria para lograr una reducción del 50% en el parámetro medido (generalmente peso fresco/seco del follaje y evaluaciones visuales de daño/supervivencia o producción de semilla) en comparación con el control no tratado. Las relaciones de estas estimaciones, conocidas como DL50 (dosis letal para un control del 50% de los individuos) o GR50 (reducción de crecimiento o reducción del % del peso de los individuos), en comparación con una población estándar sensible, proporcionan el valor de Índice de Resistencia (RI). Esto permite describir de forma sencilla el grado de resistencia.

Para obtener una buena estimación del DL50, el rango de dosis debe ser amplio, debiendo contarse con al menos seis dosis y 4 réplicas. El rango de dosis utilizado debe incluir dosis relativas a la dosis de campo "x" del herbicida, tanto por debajo como por encima, ya que los herbicidas suelen ser más activos en condiciones de crecimiento en macetas. Además se recomienda incluir un estándar de un modo de acción diferente (si está disponible) a la dosis de campo 1x para la especie o situación en estudio y seguir las recomendaciones de la etiqueta del producto.

Para herbicidas preemergentes, se deberá incorporar cada maceta tratada un número conocido de semillas de las poblaciones sospechosas. Luego de la aplicación se deberá incorporar el herbicida mediante lluvia artificial de al menos 20 mm para simular las condiciones de campo .

Para herbicidas postemergentes, las plantas de las poblaciones sospechosas deberán primero cultivarse. Las aplicaciones deben realizarse en el tamaño recomendado de control establecido por el marbete del producto a evaluar.

Las aplicaciones deben realizarse usando boquillas y presiones estándar, aplicando las dosis de menor a mayor para minimizar el riesgo de residuos en el equipo de pulverización. Luego del tratamiento, las macetas deben disponerse en un diseño de bloques completos al azar en el invernadero o ambiente controlado. 

Bioensayo de dosis respuesta  en Brassica rapa, biotipo susceptible y resistente a 2,4-D.

La evaluación debe realizarse cuando se esté seguro que los efectos completos del herbicida sean visibles en la población de referencia sensible. El momento más adecuado para evaluar estudios de postemergencia es entre los 14 y 28 días después de la aplicación según el tipo de herbicida evaluado, mientras que para estudios de preemergencia se recomienda una evaluación entre 7 y 28 días.  

Los métodos de evaluación no destructivos y subjetivos -basados en la observación visual de la reducción del porcentaje de biomasa de la maleza tratada junto con otros síntomas -, han demostrado ser bastante precisos, dependiendo de la experiencia del evaluador y son más rápidos de realizar. Sin embargo, se recomienda registrar el peso fresco del follaje en las poblaciones de referencia sensibles y resistentes para garantizar que las evaluaciones visuales de reducción de biomasa estén en línea.

La evaluación más objetiva consiste en registrar el % de supervivencia y el peso fresco y/o seco del follaje para todas las réplicas de todos los tratamientos de cada biotipo evaluado. Este conjunto de datos permite modelar la respuesta de cada maleza ante el aumento de dosis herbicida y así poder calcular los valores de DL50 y/o GR50 para cada biotipo. El Índice de Resistencia de un biotipo específico se puede calcular fácilmente dividiendo la DL50 del biotipo en prueba entre el DL50  de la población de referencia sensible. Cuando en la dosis recomendada de campo hay individuos supervivientes y el índice de resistencia es >2, esto indica cierto grado de resistencia; sin embargo, es fundamental considerar la importancia estadística de estas diferencias.

Curva de dosis respuesta de un biotipo de Conyza sumatrensis al clorimuron etil

Conclusiones y referencias

Uno de los principales objetivos del control integrado de malezas debe ser tratar de prevenir el desarrollo de resistencia a herbicidas. Sin embargo, si esto no tiene éxito, es vital que la resistencia a los herbicidas se detecte lo antes posible para que puedan implementarse estrategias de manejo de la misma. 

En este sentido, la objetivo de las alertas sobre malezas resistentes emitidas por el Programa REM de Aapresid es documentar casos prácticos de biotipos de malezas seleccionados en el campo y genéticamente heredados que sobreviven a dosis de herbicidas que normalmente controlan la población original. 

Esta información es fundamental para productores, investigadores y asesores, ya que contribuye al desarrollo de sistemas efectivos de control de malezas, además de asistir a la industria en la creación de programas de manejo adecuados para sus productos herbicidas.

La inclusión de un biotipo de maleza en los registros debe llevarse a cabo con prudencia para garantizar que la afirmación sea precisa. También debe ser oportuna para permitir una guía adecuada para los fabricantes de herbicidas y los productores. Estos criterios están destinados a facilitar ese fin a través de una combinación de objetividad, transparencia y consistencia que es crítica para el método científico y la aplicación práctica de la experiencia de expertos.

La confirmación de la resistencia puede llevar a cambios sustanciales en el sistema de cultivo, como modificaciones en la rotación, en las prácticas de manejo a implementar y en el uso de herbicidas más costosos. Por lo tanto, es fundamental que las pruebas de resistencia se realicen adecuadamente para obtener resultados confiables y significativos.

Referencias:

• ¿Será resistencia?
• Protocolo experimental para identificar posibles poblaciones resistentes de malezas
• https://hracglobal.com/herbicide-resistance/confirming-resistance
• https://weedscience.org/Home.aspx