BIOSÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y EFECTIVIDAD DE LAS FITOTOXINAS CONTENIDAS EN EL BIOHERBICIDA HERBIO María Elena Díaz de Villegas *, Juan Carlos Díaz**, Antonio Bell *, Julio Martínez *, Yamilé Maturell**, Fidel Hernández**, Rafael Zuaznábar**, Esmérida Torres*, Beatriz Altuna*, Yoel Hernández*, Gisela de Armas* * Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA) Vía Blanca 804 y Carretera Central, Ciudad de La Habana, Cuba E mail: mariaelena.diaz@icidca.edu.cu ** Instituto Nacional de Investigaciones de la Caña de Azúcar El control de las malezas resulta de vital importancia para poder maximizar la producción agrícola. Para combatir las mismas se emplean diferentes métodos entre los que se encuentra el uso de herbicidas químicos, que si bien es efectivo, la tendencia es hacia su disminución debido a la contaminación ambiental y daños al hombre que producen, y los elevados costos de los mismos, por lo que actualmente hay un creciente interés en el mundo hacia el desarrollo de un programa integrado de malezas donde se incluya el empleo de bioherbicidas, como una alternativa amigable con el medio ambiente. BIOHERBICIDAS Son agentes de control biológico aplicado a las malezas en forma similar a los herbicidas convencionales. El ingrediente activo pueden ser organismos vivos (hongos y bacterias) y/o las fitotoxinas que ellos producen FITOTOXINAS Son metabolitos de bajo peso molecular, producidos por hongos y bacterias patógenos de plantas capaces de reproducir síntomas similares a los encontrados en las infecciones naturales en las plantas. Entre las fitotoxinas bacterianas se encuentran las del género Pseudomononas spp. Producción a nivel de planta piloto Inóculo a nivel de laboratorio en zaranda orbital Pre-fermentación: En fermentaciónr Biolafite de 50 L Fermentación: En fermentador Marubishi de 500L Centrifugación En centrífuga tipo Sharpless para separación de bacterias Evaporación: Se obtiene el claro conteniendo las fitotoxinas activas Evaporación y secado con un aditivo en un secador spray de contacto directo. OBJETIVO Pproducción a escala piloto del bioherbicida HERBIO en forma de polvo humedecible, así como la caracterización físico química de las fitotoxinas contenidas en el mismo y su evaluación en parcelas experimentales en caña de azúcar de planta, para el control postemergente de malezas de hoja ancha. 4 % de humedad Fitotoxina expresada como proteína: 9 mg / g de producto comercial pH: 4.5. Ensayos de fitotoxicidad Se evaluaron cualitativamente según la siguiente escala graduada del 1 al 4 donde: 1= No síntomas 2= oscurecimiento de los bordes y alguna manchas negras 3= manchas oscuras necrosadas en un 75 % de la hoja 4 = necrosis total de la hoja Fig1 Crecimiento celular,,producción de fitotoxinas y consumo de glicerina por la Pseudomonas aeruginosa PSS en el medio patrón Fitotoxicidad del HERBIO al 10 % según escala Muestras Extracto etanólico disuelto en agua Extracto etanólico disuelto en etanol Sistema de Solvente Acetato de etilo – isopropanol - agua 15:30:20 Cloruro de metileno – acetona 9: 2 n- Butanol – ácido acético – agua 4: 1: 1 Acetato de etilo – isopropanol - agua 15:30:20 n- Butanol – ácido acético – agua 4: 1: 1 Revelador Rf Rf uv  (nm) 254 366 No 0.53 0.80 0.34 0.88 Ninhidrina 0.42 4 días Testigo Afectación de la fitotoxina con la temperatura Las manchas púrpuras que aparecen en los cromatogramas del sistema de solvente n- Butanol – ácido acético – agua 4: 1: 1, y revelado con ninhidrina de las muestras disueltas tanto en agua como en etanol, con Rf 0.42 y 0.34, corroboran la naturaleza peptídica de la fitotoxina, Estabilidad de la fitotoxina con el pH En el rango de pH estudiado, la concentración de fitotoxina no tuvo afectación A la máxima temperatura expuesta de 100 oC, durante una hora tiene una pérdida de concentración de 52 % de su concentración inicial correspondiéndose con pérdida de actividad biológica del 50 %. Ensayos de campo en parcelas experimentales de 12 m2 en caña de azúcar planta en Pinar del Río y Jovellanos Las mezclas de HERBIO más el surfactante - acidificante AG-5 (el último ajustado a pH 5 ejercen un control satisfactorio sobre las malezas dicotiledóneas Ipomoea trifida, Croton lobatus, Chamaecyse hyssopifolia, Euphorbia heterophylla y Vigna vexillata con las dosis de 6.25, 12.5, 25 y 50 kg/ha Resulta comparable al estándar de 2,4-D éster a la dosis máxima (50 kg/ha). Los tratamientos de HERBIO sin surfactante, a dosis de 25 y 50 kg/ha, a los 15 y 30 días de la aplicación, resultan aceptablemente eficaces (aunque peores que el estándar de 2,4-D éster a 1.88 L/ha), en el control de las malezas dicotiledóneas Ipomoea trifida, Croton lobatus, Chamaecyse hyssopifolia y Euphorbia heterophylla No se apreciaron daños fitotóxicos visibles en la variedad de caña de azúcar CP 52-43.