¿Por qué es importante conocer el mecanismo de acción de un herbicida?
Autora: María Dolores Osuna Ruiz
Además de conocer los cultivos en los que se puede utilizar un herbicida, las malas hierbas que controlará, la dosis adecuada y los adyuvantes necesarios que se deben incluir, también es importante conocer y comprender su mecanismo de acción para diseñar un programa de control con éxito.
¿Qué es el mecanismo de acción de un herbicida?
El mecanismo de acción (MdAH) describe la forma en que un herbicida actúa para controlar las malas hierbas, ya sea interrumpiendo un determinado proceso biológico o inhibiendo el funcionamiento de ciertas enzimas, lo cual afecta al crecimiento y desarrollo normal de la planta.
Un sistema de clasificación de los herbicidas basado en su mecanismo de acción proporciona una referencia inmediata a la hora de diseñar programas de gestión integrada de las malas hierbas. El utilizar diversos mecanismos de acción para el control de las malas hierbas, pueden retrasar la evolución de la resistencia a los herbicidas.
Clasificación de los herbicidas basada en el mecanismo de acción: actualización
Para ayudar a los agricultores a identificar con rapidez los mecanismos de acción el Comité de Acción contra la Resistencia a los Herbicidas (Herbicide Resistance Action Committe, HRAC) desarrolló, en los años 80, un sistema de clasificación basado en letras. Por otra parte, la Sociedad Americana de Malherbologia (Weed Science Society of America, WSSA) desarrolló un sistema de clasificación basado en números. En ambos sistemas, los herbicidas se clasifican en función de la enzima o del sistema biológico que puede interrumpir el herbicida (Torra et al., 2022).
El HRAC completó su actualización del sistema de clasificación de modos de acción el 1 de marzo de 2020 (la última actualización se había realizado en el 2010). Esta última revisión se incorpora los nuevos principios activos introducidos en el mercado en la última década, así como nuevos conocimientos sobre los mecanismos de acción y las clasificaciones de las familias químicas (HRAC, 2021).
- Adición de cinco nuevos (o reclasificados) mecanismos de acción:
| Grupo 30: Inhibidores de la tioesterasa de ácidos grasosComposición | CINMETELINA: antes clasificada dentro del grupo Z (mecanismo de acción desconocido). |
| Grupo 33: Inhibidores de la homogentisato solanesil transferasa | CICLOPIRIMORATO: primer MdAH descubierto e incorporado en la clasificación después de 30 años. |
| Grupo 32: Inhibidores de la solanesil difosfato sintasa | ACLONIFEN: antes no se conocía MdAH |
| Grupo 31: Inhibición de la serina-treonina proteinafosfatasa | ENDOTHALL |
| Grupo 28: Inhibición de la dihidroorotato deshidrogenasa | TETFLUPIROLIMET: nuevo modo de acción muy diferente de los encontrados hasta ahora |
- Quince nuevas materias activas
- Nombres de familias químicas actualizados. El comité también revisó y reorganizó los grupos y subgrupos de familias químicas para destacar mejor las similitudes y diferencias entre los herbicidas con el mismo mecanismo de acción.
- Codificación de los mecanismos de acción basadas en números (anteriormente en letras). La nueva clasificación por números resuelve varios problemas:
La limitación del número de letras del alfabeto inglés (solo tiene 26), que en un futuro no permitiría cubrir todos los MdAHs (se espera que se comercialicen 4 nuevos en los próximos 10 años).
En la antigua clasificación por letras algunos MdAHs estaban divididos con números, por ejemplo, el grupo F, herbicidas que inhiben la síntesis de pigmentos (sin especificar el enzima diana o MdAH exacto), tenía hasta cuatro subgrupos (F1, F2, F3 y F4). Esta clasificación podía inducir a errores en el manejo de resistencias a herbicidas, porque no quedaba claro si se podían rotar o mezclar, porque incluso la diana del subgrupo F3 era desconocida.
Ahora quedan perfectamente clasificados como diferentes MdAHs inhibiendo enzimas que participan en las mismas rutas metabólicas de síntesis de carotenos y plastoquinonas.
En líneas generales, los herbicidas se han clasificado en tres grandes grupos: 1) los relacionados con la fotosíntesis y/o producen especies reactivas de oxígeno; 2) los relacionados con el metabolismo celular; 3) los relacionados con la división celular y el crecimiento. En la figura que vemos a la derecha, se especifican según la nueva clasificación que herbicidas van contenidos en cada uno de estos grandes grupos.
En la siguiente tabla se muestran las equivalencias entre el sistema de clasificación por letras y el sistema numérico que será vigente en un futuro. Se espera que esté implementado en el año 2023:
| Actual | Antiguo | Actual | Antiguo | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | A | Inhibición ACCasa | 19 | P | Inhibición del transporte de auxinas |
| 2 | B | Inhibición ALS | 22 | D | Transferencia de electrones a nivel de PSI |
| 3 | K3 | Inhibición ensamblaje de microtúbulos | 23 | K2 | Inhibición de organización de microtúbulos |
| 4 | O | Auxinas sintéticas | 24 | M | Desacopladores |
| 5 | C1, C2 | Inhibición PSII (D1 Serina 264) | 27 | F2 | Inhibición HPPD |
| 6 | C3 | Inhibición PSII (D1 Histidina 215) | 28 | Inhibición DHODH | |
| 9 | G | Inhibición EPSPS | 29 | L | Inhibición de la síntesis de celulosa |
| 10 | H | Inhibición GS | 30 | Q | Inhibición de la tioesterasa de ácidos grasos |
| 12 | F1 | Inhibición PDS | 31 | R | Inhibición serina-treonina proteinafosfatasa |
| 13 | F4 | Inhibición DOXP | 32 | S | Inhibición SDS |
| 14 | E | Inhibición PPO | 33 | T | Inhibición HST |
| 15 | K3 | Inhibición VLCFAS | 34 | F3 | Inhibición licopeno ciclasa |
| 18 | I | Inhibición DHPS | 0 | Z | Desconocido |
ACCasa: acetil-CoA carboxilasa; ALS: acetolactato sintasa; PSII: fotosistema II; EPSPs: 5-enolpiruvil-shiquimato-3-fosfato sintetasa; GS: glutamina sintetasa, PDS: fitoeno desaturasa; DOXP: Desoxi-D-xilulosa-fosfato-sintasa; PPO: protoporfirogeno oxidasa; VLCFAS: acidos grasos de cadena larga; DHPS: dihidropteroato sintasa; PSI: fotosistema I, HPPD: hidroxifenilpiruvato dioxigenasa; DHODH: dihidroorotato deshidrogenasa; SDS: solanesil difosfato sintasa; HST: homogentisato solanesiltransferasa.
En la siguiente figura se resumen los objetivos celulares de la acción de los herbicidas y clasificación de los herbicidas actualizada. Como se puede observar, los herbicidas se dirigen sólo a unas pocas proteínas o procesos entre la enorme gama presente en las plantas (Delye et al., 2013; Torra et al., 2022).
Conocer y comprender el mecanismo de acción de los herbicidas es un paso importante en la selección del herbicida adecuado para cada cultivo. La dependencia excesiva de un único ingrediente activo o mecanismo de acción herbicida ejerce una fuerte presión de selección sobre una población de malas hierbas y puede acabar seleccionando individuos resistentes. Con el tiempo, los individuos resistentes se multiplicarán y se convertirán en las malas hierbas dominantes en el campo, dando lugar a herbicidas que ya no son eficaces para el control de las malas hierbas.
Actualmente, es clave una adecuada rotación de los modos de acción de los herbicidas combinada y utilizada de forma combinada junto con otros métodos de control bajo un sistema de manejo integrado, algo necesario para prevenir o retrasar la aparición de malas hierbas resistentes. En BASF invertimos cada año en nuevos desarrollos que suponen un importante esfuerzo de desarrollo para ofrecer a los agricultores alternativas y nuevas opciones con las que seguir tratando sus cultivos de forma eficaz.
Bibliografía
- Délye C, Jasieniuk M, Le Corre V. 2013. Deciphering the evolution of herbicide resistance in weeds. Trends in Genetics 29 (11): 649-658.
- Herbicide Resistance Action Committee (HRAC). 2022. Torra J, Recasens J, Gonzalez I, Montull JM. 2022. Nuevos mecanismos de acción herbicida y actualización de su sistema de clasificación. Phytoma España 336: 45-50
