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Tendencias en el uso de insecticidas para el control de plagas agrícolas Pedro Mata Zayas Departamento de Evaluación de Insumos Tel.: 01 (55) 91 83 10.

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1 Tendencias en el uso de insecticidas para el control de plagas agrícolas Pedro Mata Zayas Departamento de Evaluación de Insumos Tel.: 01 (55) ext

2 Más de 1 millón de especies de insectos. 10,000 spp., se alimentan de cultivos 700 spp., causan el mayor daño. A n t e c e d e n t e s: 3 millones de años, el Polvo y Barro (repelentes) años A.C. (Homero), quema de azufre D.C. (Plinio el Viejo), agallas de reptiles Más tarde, extractos de ají y tabaco, cal, vinagre, trementina, aceite de pescado, salmuera, lejía y otros. 1940, antes SGM, arsenicales, aceites de petróleo, nicotina, piretro, rotenona, azufre, gas de cianuro, criolita. SGM, Era de los Productos Químicos.

3 ORGANOCLORADOS: Insecticidas que contienen carbono (por eso órgano-), hidrógeno y cloro. Otros nombres: hidrocarburos clorados, orgánicos clorados, insecticidas clorados, y clorados sintéticos. Ej: DDT; BHC (lindano); Aldrin y Dieldrin; Clordano; Endosulfán; Toxafeno. Modo de acción.- de una manera compleja destruye el delicado balance entre los iones sodio y potasio dentro de los axones de las neuronas de modo que impide la transmisión normal de los impulsos nerviosos, tanto en los insectos como en los mamíferos. Aparentemente actúa en los canales de sodio y causa una pérdida de iones sodio. Eventualmente las neuronas disparan impulsos espontáneamente, y hacen que los músculos se contraigan, seguidas por convulsiones y muerte.

4 ORGANOFOSFORADOS: Organofosforados (OPs) es el término genérico actualmente usado que incluye todos los insecticidas que contienen fósforo. Otros nombres usados: fosfatos orgánicos, insecticidas fosforados. El descubrimiento fue hecho al buscar substitutos para la nicotina, que era muy usada como insecticida, pero que era muy escasa en Alemania. Los OPs tienen dos características distintivas: generalmente son mucho más tóxicos para los vertebrados que otras clases de insecticidas, y la mayoría son químicamente inestables o no son persistentes. Fue esta última característica la que les sirvió para entrar en uso agrícola como substitutos de los persistentes organoclorados. Ej: Malatión, momocrotofós, metamidofós, dimetoato, paratión, diazinón, azinfos metílico, clorpirifós. Modo de acción.- Los OPs funcionan ligando o inhibiendo enzimas del sistema nervioso, específicamente la colinesterasa (ChE). Se dice que la enzima está fosforilada cuando se fija al fósforo medio del insecticida, una liga que es irreversible. Esta inhibición da como resultado la acumulación de acetilcolina (ACh) en las uniones o sinapsis neurona/neurona y neurona/músculo (neuromusculares), causando rápidas contracciones de los músculos voluntarios y finalmente la parálisis.

5 CARBAMATOS Los insecticidas carbamatos son derivados del ácido carbámico (en la misma forma en que los OPs son derivados del ácido fosfórico). El primer insecticida carbamato de éxito, el carbarilo (Sevin®), fue introducido en Se ha usado más de este producto en todo el mundo que de todos los demás carbamatos combinados. Otros carbamatos: metomilo, carbofuran, aldicarb, oxamilo, propoxur, carbosulfán. Modo de acción.- Los carbamatos inhiben la colinesterasa (ChE) como lo hacen los OPs, y se comportan casi de manera idéntica en los sistemas biológicos, pero con dos diferencias. Primero, algunos carbamatos son potentes inhibidores de la aliesterasa (esterasas alifáticas misceláneas cuyas funciones exactas no se conocen), y su selectividad algunas veces es más pronunciada contra la ChE de diferentes especies. Segundo, la inhibición de la ChE por los carbamatos es reversible. Cuando la ChE es inhibida por un carbamato, se dice que está carbamilada.

6 PIRETROIDES El piretro natural rara vez ha sido usado para propósitos agrícolas debido a su alto costo y a su inestabilidad en la luz solar, pero en las dos últimas décadas muchos materiales sintéticos similares al piretro han estado disponibles. Originalmente se los denominó piretroides sintéticos. Actualmente se usa una mejor nomenclatura que es simplemente piretroides. Éstos son muy estables bajo la luz y generalmente son efectivos contra la mayoría de los insectos plagas cuando se usan a dosis muy bajas de 0.01 a 0.1 kilo por hectárea. Los piretroides tienen una evolución interesante, que se divide por conveniencia en cuatro generaciones.

7 PIRETROIDES La primera generación contiene solo un piretroide, la aletrina (Pynamin®), que apareció en Su síntesis era muy compleja, e implicaba 22 reacciones químicas para llegar hasta el producto final. La segunda generación incluye tetrametrina (Neo-Pynamin®) (1965), seguida por resmetrina (Synthrin®) en 1967 (20X más efectiva que el piretro), luego la bioresmetrina (50X tan efectiva como el piretro) (1967), después Bioallethrin® (1969), y finalmente fonotrina (Sumithrin®) (1973). La tercera generación incluye el fenvalerato (Pydrin® [descontinuado], Tribute®, & Bellmark®), y permetrina (Ambush®, Astro®, Dragnet®, Flee®, Pounce®, Prelude®, Talcord® & Torpedo®), los cuales aparecieron en Éstos realmente se convirtieron en los primeros piretroides agrícolas debido a su excepcional actividad insecticida (0.1 kg de ia/ha) y a su fotoestabilidad. Virtualmente no son afectados por la luz solar, y duran 4-7 días como residuos efectivos sobre el follaje de los cultivos.

8 PIRETROIDES Modo de acción.- Los piretroides comparten modos de acción similares, parecidos a los OPs, y se los considera venenos axónicos. Aparentemente funcionan manteniendo abiertos los canales de sodio en las membranas de las neuronas. Hay dos tipos de piretroides. El Tipo I, entre otras respuestas fisiológicas, tiene un coeficiente de temperatura negativa, parecido al del DDT. En contraste, el Tipo II tiene un coeficiente de temperatura positiva, mostrando incremento de la mortalidad al aumentar la temperatura ambiental. Los piretroides afectan tanto el sistema nervioso periférico como el central del insecto. Inicialmente estimulan las células nerviosas a producir descargas repetitivas y eventualmente causan parálisis. Tales efectos son causados por su acción sobre el canal de sodio, un hueco diminuto que le permite a los iones de sodio penetrar al axón y causar excitación nerviosa. El efecto estimulante de los piretroides es mucho más pronunciado que el de los OPs.

9 ORGÁNICOS AZUFRADOS Estos pocos materiales tienen una toxicidad muy baja para los insectos y solo son usados como acaricidas. Contienen dos anillos fenílicos, parecidos al DDT, con azufre en lugar de carbono como el átomo central. Estos incluyen tetradifón (Tedion®), propargite (Omite®, Comite®), y ovex (Ovotran®).

10 FORMAMIDINAS Las formamidinas comprenden un pequeño grupo de insecticidas. Tres ejemplos son el clordimeform (Galecron®, Fundal®), que ya no tienen registro en los EE.UU., formetanato (Carzol®), y amitraz (Mitac®, Ovasyn®) Su valor actual está en el control de las plagas resistentes a los OPs y los carbamatos. Modo de acción Los síntomas de envenenamiento con formamidinas son claramente diferentes de los de otros insecticidas. La forma de acción propuesta es la inhibición de la enzima monoamina oxidasa, la cual es responsable de la degradación de los neurotransmisores norepinefrina y serotonina. Esto resulta en la acumulación de tales compuestos, los cuales se conocen como aminas biogénicas. Los insectos afectados se quedan quietos y mueren.

11 DINITROFENOLES La molécula básica de los dinitrofenoles tiene un amplio rango de acción: herbicidas, insecticidas, ovicidas y fungicidas. De los insecticidas, binapacril (Morocide®) y dinocap (Karathane®) fueron los de uso más reciente. Dinocap es un acaricida efectivo y fue muy usado como fungicida para el control del hongo que causa el mildeo polvoso. Por la inherente toxicidad de los dinitrofenoles, todos han sido retirados del mercado. Modo de acción Los dinitrofenoles actúan desacoplando o inhibiendo la fosforilación oxidativa, la cual básicamente impide la formación de la molécula fosfatada de alta energía, trifosfato de adenosina (ATP).

12 ORGÁNICOS DE ESTAÑO (Organotinas) Los orgánicos de estaño son un grupo de acaricidas que también son fungicidas. Es de particular interés la cihexatina (Plictran®), uno de los acaricidas más selectivos que se conocen, introducido en El óxido de fenbutatin (Vendex®) ha sido usado extensamente contra ácaros en frutales, cítricos, cultivos de invernadero, y ornamentales. Modo de acción Estos compuestos de estaño inhiben la fosforilación oxidativa en el sitio de desacople del dinitrofenol, impidiendo la formación de la de la molécula fosfatada de alta energía trifosfato de adenosina (ATP). Estos estaños trialkílicos también inhiben la fotofosforilación en los cloroplastos (las unidades subcelulares que llevan la clorofila) y por tanto sirven como alguicidas.

13 Década de los 60s, creciente interés mundial por la protección ambiental. Insecticidas fueron objeto de protesta científica y popular. En 1970 se forma la EPA, y durante los años posteriores se prohibe el uso de productos como DDT, dieldrin, y la mayoría de los mercuriales, entre otros. Desarrollo de productos: menor persistencia en el ambiente, mayor selectividad, efectivos a bajas dosis. Esto unido al desarrollo y uso de umbrales económicos para las plagas, han sido los factores parcialmente responsables de la declinación en la aplicación de insecticidas en algunos países desarrollados. T e n de n c i a s:

14 Fig. 1. Volumen de Ingrediente Activo de insecticida usado en E.U.A. Fuente EPA. PERIODO 1979 – 1997 FUNGICIDAS 30% HERBICIDAS 10% PLAGUICIDAS 17% INSECTICIDAS 40%

15 La industria de los pesticidas se ha reducido. Atrás queda el otimismo que existía en las décadas de 1940 y Según Casida y Quistad (1998), el proceso de descubrimientos se ha aletargado, pues existen menos empresas en el rubro, inversiones más grandes, mayores riesgos y metas más altas. Los mismos autores señalan que el número de compuestos preparados para encontrar un producto comercial se ha movido de químicos, 40 o 50 años atrás, a más de en la actualidad. De este modo un científico individual tendría pocas probabilidades de descubrir compuesto que pueda ser comercializado.

16 Fig. 2. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test ( ) y Larson (1996).

17 Fig. 3. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test ( ) y Larson (1996).

18 Fig. 4. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test ( ) y Larson (1996).

19 Fig. 5. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test ( ) y Larson (1996).

20 La industria agroquímica ha sido internacionalizada y consolidada de un máximo de 30 compañías para ahora quizás 10 con ventas multimillonarias de pesticidas, siguiendo una tendencia similar al negocio farmacéutico. Pero la reducida cantidad no implica necesariamente una menor toxicidad, pues la nueva generación de pesticidas incluye productos mucho más potentes que son requeridos en menores cantidades para ser efectivos. El desarrollo de nuevos materiales con estas características son el resultado de un modelo de innovación dentro de la industria que ha sido promovido por la necesidad pública de un uso más seguro de los pesticidas. Las cantidades totales del ingrediente activo usadas en cultivos de los EUA han estado en declinación desde el advenimiento de los piretroides sintetizados tempranamente en los años 70 y 80. Esta declinación ha sido empujada por la innovación y competencia tecnológica, por la industria y por el mayor uso de la información de umbrales en programas de MIP.

21 ¿PLAGUICIDA?

22

23 Los insecticidas basados en Bt, así como también las plantas transgénicas que expresan sus toxinas, han demostrado un notable desarrollo, y esta tendencia parece continuar así. También se han desarrollado bioinsecticidas a partir de hongos como Beauveria bassiana y Metarhizum anisoplae, y de virus como aquellos que pertenecen al grupo de los baculovirus (virus de la polihedrosis granular).

24 Superficie Bollgard ® Superficie Bollgard ® /Solución Faena ® % de penetración Adopción de la tecnología Bollgard en México Adopción de la tecnología Bollgard ® en México Penetración durante el ciclo 2004: –43.6% para Bollgard ® –15.8% para Bollgard ® /Solución Faena ® –Total: 59.4% REGIONES Superficie (miles de ha) % de penetración

25 Reducción en el uso insecticidas (al menos 300 mil litros en ocho años). La reducción en el uso de insecticidas contribuye a disminuir la contaminación del suelo, agua y aire. Disminución significativa de la cantidad de envases de plástico en el campo. La reducción en la transportación y aplicación de insecticidas también reduce la quema de combustibles resultando en un aire más limpio Total Noroeste7,53748, , ,0007, , ,19072, Norte15,61831, ,691.24, , , , Noreste4,50020,75068, , , , , Reducción en el uso de insecticidas en la superficie sembrada con algodón Bollgard (L) Beneficio ambiental REGIONES: Noroeste: Baja California, Baja California Sur, Sonora, Sinaloa Norte: Chihuahua, Comarca Lagunera Noreste: Tamaulipas, Veracruz, San Luis Potosi Adopción de la tecnología Bollgard en México Adopción de la tecnología Bollgard ® en México

26 En las últimas dos décadas hacen su aparición nuevos productos como las avermectinas, nicotinoides, espinosinas, quinazolinas, pirroles, pyridazinonas, amino triazinonas y benzoylureas, entre otros, todos con novedosos modos de acción orientados a formar parte de las alternativas para el control de plagas.

27 PIRETROIDES La cuarta y actual generación, realmente sobresale debido a su efectividad en el rango de 0.01 a 0.05 kg ia/ha. Aquí están incluidos bifentrin (Capture®, Talstar®), lambda-cihalotrina (Demand®, Karate®, Scimitar® & Warrior®), cipermetrina (Ammo®, Barricade®,Cymbush®, Cynoff® & Ripcord®), ciflutrina (Baythroid®, Countdown®, Cylense®, Laser® & Tempo®), deltametrina (Decis®) esfenvalerato (Asana®, Hallmark®), fenpropatrina (Danitol®), flucithrinato (Cybolt®, Payoff®), fluvalinato (Mavrik®, Spur ®, descontinuado), praletrina (Etoc®), tau-fluvalinato (Mavrik®), teflutrina (Evict®, Fireban®, Force® & Raze®), tralometrina (Scout X-TRA®, Tralex®), y zeta-cipermetrina (Mustang® & Fury®). Todos ellos son fotoestables, es decir, que no sufre fotólisis (descomposición) al ser expuestos a la luz solar. Y como tienen una volatilidad mínima, dan una efectividad residual prolongada, hasta de 10 días en condiciones óptimas. Adiciones recientes a la cuarta generación de piretroides son: acrinatrina (Rufast®), y la imiprotrina (Pralle® que aún es experimental.

28 Nicotinoides A este grupo pertenece imidacloprid, acetamiprid, thiamethoxam, nitenpyram y thiacloprid. Son productos sistémicos, también tienen acción de contacto y estomacal. Actúan como imitadores de acetilcolina, al igual que la nicotina, pero son mucho menos tóxicos para los vertebrados. Poseen una alta efectividad contra plagas chupadoras y su persistencia ambiental es baja.

29 Avermectinas (Abamectina) Son una mezcla natural de compuestos producidos por un actinomicete edáfico, Streptomyces avermitilis, que han demostrados tener actividad nematicida, acaricida e insecticida. Las avermectinas bloquean el neurotransmisor ácido gamma amino butírico (GABA) en las conexiones neuromusculares de insectos y ácaros. Sin embargo, existe evidencia que abamectina también actuaría sobre el cordón nervioso ventral. Tiene actividad de contacto y estomacal, y su sistematicidad es local. Sufre rápida fotodegradación y bioincorporación en el ambiente. En los insectos, actividades visibles como alimentación y ovipostura se detienen rápidamente después de la exposición. La muerte ocurres después de algunos días.

30 Espinosinas El único representante de este grupo es spinosad, producto fermentación del actinomicete Saccharopolyspora spinosa. El ingrediente activo es una mezcla de espinosina A y espinosina B. Tiene actividad de contacto y estomacal. Actúa por disrupción de la unión de la acetilcolina en los receptores acetilcolinicos-nicotínicos de las células postsinápticas. Es efectivo sobre Lepidoptera, Diptera y Thysanoptera (no para muchas plagas chupadoras). Posee una prolongada residualidad y baja solubilidad. En el ambiente sufre degradación por fotólisis y microbiana.

31 Fiproles (fenilpirazoles) El único representante de este grupo es fipronil. Es un producto sistémico, de contacto y estomacal. Posee un amplio espectro de acción. Es efectivo contra insectos que han desarrollado resistencia a piretroides, organofosforados y carbamatos, porque su acción bloquea canal de cloro regulado por el ácido gamma aminobutírico (GABA). Además existe evidencia que puede ser transferido de un individuo a otro en agregaciones de insectos.

32 Amino triazinonas Pymetrozine es el único representante de este grupo. Corresponde a una pirimidina anti-alimentación. Tiene acción sistémica y de contacto. Es selectiva contra plagas chupadoras, pues actúa sobre bomba salival de éstos insectos, causando el cese de la alimentación.

33 Quinazolinas Este grupo consta de un solo miembro, fenazaquin, acaricida de contacto y estomacal. Tiene actividad ovicida, un rápido poder derribante y controla todos los estados de los ácaros. Su modo de acción consiste en inhibir el transporte mitocondrial de electrones al sitio I, al unirse a dos sitios sitios específicos en las proteínas transportadoras. Su corta actividad residual y la carencia de actividad sobre mamíferos y aves, lo convierten en una herramienta ideal para el manejo de ácaros. Se recomienda para el uso en sistemas de manejo integrado de plagas en frutales y cultivos en invernadero.

34 Pyridazinonas Pyridaben es usado ampliamente como insecticida, con un rápido poder derribante y actividad ovicida. Inhibe el transporte mitocondrial de electrones al sitio I. Bioensayos sobre Panonychus ulmi indican que este producto es tóxico para huevos y estados móviles.

35 Benzoilureas Las benzoilureas son una clase diferente de insecticidas que actúan como reguladores de crecimiento en los insectos. La primera benzoilurea introducida fue triflumuron, en Posteriormente aparecieron chlorfluazuron, teflubenzuron, hexaflumuron, flufenoxuron y flucycloxuron. Las nuevas adiciones a este grupo corresponden a flurazuron, novaluron, diafenthiuron y lufenuron. Ingresan al cuerpo del insecto más por ingestión directa que por contacto. Estos compuestos interfieren con la síntesis de quitina. Alrededor del 50 % de la cutícula está compuesta por quitina, la cual es un polisacárido de N- acetilglucosamina. La polimerización es bloqueada por las benzoilureas, por lo que se produce una deficiencia de quitina. De este modo la cutícula se torna delgada y quebradiza, y no es capaz de soportar el peso del insecto o resistir el rigor de la muda. De acuerdo a esto, las benzoilureas serían efectivas cuando son aplicadas justo antes de la muda.

36 Benzoilureas

37 COMPUESTOS MISCELÁNEOS Hay nuevas estructuras moleculares que están siendo sintetizados de manera rutinaria por los fabricantes básicos en búsqueda de nuevos insecticidas con nuevos modos de acción. Dos ejemplos recientes introducidos en 1996, son piriproxifén (Knack®, Esteem®, Archer®), clasificados como una piridina RCI [regulador del crecimiento de los insectos], y el buprofezin (Applaud®), clasificado como una tiadiazina RCI. Ambos han dado excelentes resultados en el control del complejo de moscas blancas, que ahora son un problema universal en la producción de algodón en los EE.UU. La clofentezina (Apollo®, Acaristop®), pertenece al único grupo, las tetrazinas, usado como acaricida/ovicida para frutales deciduo, cítricos, algodonero, cucurbitáceas, vides y ornamentales. Inhibe el crecimiento de los ácaros, pero se desconoce su modo de acción.

38 Insecticidas Registrados Marcas Comerciales CICOPLAFEST ( ) 120 I.A. registrados

39 CONCLUSIONES


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