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Plaguicidas naturales para combatir las plagas del maíz

A partir de compuestos obtenidos de plantas aromáticas, un equipo interdisciplinario constituido por biólogos, químicos y microbiólogos, desarrollan y prueban formulaciones con propiedades tóxicas con el propósito de controlar el gorgojo y el hongo Fusarium, que atacan los granos almacenados. Los insecticidas naturales son una  alternativa a los compuestos sintéticos que, por su uso indiscriminado, en los últimos años originaron resistencia en estas plagas. [08.09.2016]

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Plaguicidas naturales para combatir las plagas del maíz

Granos de maíz afectados por el gorgojo.

María José Villalba
Por María José Villalba
Redacción UNCiencia
Prosecretaría de Comunicación Institucional
mjvillalba@comunicacion.unc.edu.ar

El maíz constituye la base de la alimentación de los latinoamericanos. En base a proyecciones de densidad poblacional, la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) estima que la demanda de este grano aumentará de los 165 millones de toneladas actuales a 400 millones para el 2030. De acuerdo a informes del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (Indec), en Argentina la producción del cereal se incrementó en un 45%, convirtiéndose en el tercer cultivo de mayor importancia luego de la soja y el trigo. Córdoba es la principal provincia productora.

Tras la cosecha, el sistema de almacenamiento más utilizado es el silo, que permite el acopio y el control permanente de la producción que no sale a la venta. Sin embargo, cuando se desatienden diversos aspectos en el manejo de estos granos, pueden producirse un sin número de interacciones biológicas negativas. El gorgojo (Sitophilus zeamais Mostschulky) es la principal plaga y la más destructiva del maíz, capaz de ocasionar enormes pérdidas económicas. También pueden producirse infecciones fúngicas, como la contaminación con Fusarium, Aspergillus o Penicillium. La existencia de estos hongos provoca enfermedades y riesgos sanitarios, como la presencia de toxinas cancerígenas, según la FAO.

Para controlar estas plagas, el método predominante es el químico, principalmente los insecticidas sintéticos como la fosfina y el bromuro de metilo. Sin embargo, en los últimos años el uso indiscriminado de estos compuestos originaron el surgimiento de resistencia por parte de insectos plagas, contaminación ambiental, desaparición de organismos benéficos y riesgos para la salud humana, entre otras dificultades. Ante esta situación, se analizan alternativas, como la búsqueda de bioplaguicidas que resguarden la calidad de los productos almacenados ante los ataques externos.

insecticidas naturales amigables con el ambiente y la salud humana

Un equipo interdisciplinario constituido por biólogos, químicos, microbiólogos de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba y el Conicet, dirigido por Julio Zygadlo, lleva adelante desde hace más de cuatro años, una serie de estudios con el propósito de desarrollar bioplaguicidas basados en compuestos naturales, para alcanzar un estado sanitario óptimo en sistemas de almacenamiento de alimentos.

Jimena Herrera, integrante del grupo de investigación, señala que desarrollan una línea de trabajo que estudia aspectos biológicos, bioquímicos y ecológicos de insectos y microorganismos que producen el deterioro de los alimentos. “La idea es lograr formulaciones a partir de compuestos naturales que sirvan para combatir las principales plagas del maíz cuando está almacenado”, afirma la investigadora.

Granos atacados por el gorgojo y el hongo Fusarium.

“Entre las ventajas de los bioplaguicidas, lo más importante es que no son perjudiciales para la salud humana y tampoco afectan el medio ambiente”, explica Herrera y agrega que los insecticidas sintéticos más utilizados para controlar plagas –como la fosfina y el bromuro de metilo– se encuentran prohibidos y restringidos, respectivamente, por el Ministerio de Salud de Argentina, debido a los problemas relacionados con la salud ambiental, como consecuencia de malas prácticas agrícolas.

Los insecticidas naturales, además, generalmente son específicos hacia una plaga, lo que significa que eliminan sólo ese agente, sin matar otro tipo de organismos que están en el ambiente y que quizás sean beneficiosos para controlar al insecto o al hongo. “Los bioplaguicidas tendrían la ventaja de no interrumpir las cadenas tróficas propias de la naturaleza”, detalla Jimena Herrera.

En vista al uso indiscriminado de algunos pesticidas, la bióloga agrega que muchas plagas se han hecho resistentes a estas sustancias, por lo que las dosis utilizadas en el campo son cada vez más elevadas. “Frente a este panorama, podría decirse que hay bioplaguicidas que son más efectivos que los sintéticos y actúan más rápido sin afectar la materia prima”.

Consultada sobre las desventajas de las sustancias naturales, Herrera revela que el proceso de producción por ahora es muy costoso. “Existen diversos grupos de investigación en todo el país que estudian los beneficios de las sustancias naturales, pero el camino para llegar a estar formulaciones es muy largo” y aclara que “por ahora los ensayos y pruebas que venimos realizando son in vitro, bajo condiciones controladas. La idea es pasar a mayores escalas para probar que el producto no se deteriore con las condiciones externas”.

“En laboratorio obtuvimos muy buenos resultados pero es necesario ampliar las pruebas in situ, para esto también hacen falta políticas de estado, apoyo a estas investigaciones y, sobre todo, un cambio de concepción en las prácticas agrícolas”, opina Herrera.

Aceites esenciales como base de una formulación sintética

En la búsqueda de alternativas naturales, los primeros avances fueron coordinados por Julio Zygadlo que comenzó a extraer aceites esenciales de plantas aromáticas, algunas nativas como la peperina y el tomillo, para identificar los componentes de los aceites y su nivel de toxicidad contra las plagas. A partir del 2012, comenzaron las pruebas contra los insectos “El gorgojo que ataca al maíz es muy dañino, porque todo su ciclo de vida se produce dentro del grano, entonces se come todo el endosperma que es la base de los nutrientes”, detalla Jimena Herrera.

Herrera elabora actualmente su tesis para obtener el doctorado. “El objetivo es conseguir una formulación sintética, basada en compuestos naturales provenientes de los aceites esenciales, que produzcan una interacción sinérgica con capacidad para combatir al gorgojo y que no tenga efecto tóxico sobre la germinación del maíz”, explica la investigadora y especifica que para desarrollar la formulación, que contiene componentes como pulegona y timoquinona, previamente se realizó un estudio integral de un conjunto de compuestos con diferentes grupos funcionales y origen, con el fin de dilucidar los modos, mecanismos de acción y las propiedades fisicoquímicas y/o estructurales que le confieren toxicidad a los mismos.

“Finalmente, los componentes que constituyen la formulación sintética presentaron una interacción sinérgica, es decir que al mezclarlos tienen un efecto mayor, y mostraron una buena acción insecticida, comparable con la dosis de un insecticida sintético”, señala la bióloga.

Sobre la línes de investigación
Lugar de trabajo | Instituto Multidisciplinario de Biología Vegetal. Imbiv, Conicet- UNC. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Cátedra de Química Orgánica y Productos Naturales. Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Icta, UNC.
Equipo de trabajo | Julio Zygadlo, María Paula Zunino y Sebastián Dambolena, docentes FCEFyN e investigadores del Conicet.
Romina Pizzolitto y Carolina Merlo, investigadoras Conicet.
María Laura Peschiuta y Vanesa Areco, becarias posdoctorales de Conicet.
Jimena Herrera, Virgina Usseglio y Julieta Arenas, becarias doctorales de Conicet.
Yesica Zaio, becaria doctoral Foncyt.
Tesis | “Compuestos Volátiles como agentes de protección contra la acción de insectos granívoros: Sitophilus zeamais Motschulsky”.
Proyectan crear un dispositivo fumigante para aplicar en los silobolsas
Con el propósito de ampliar líneas de investigación y continuar probando la efectividad de los bioplaguicidas en escalas mayores, los biólogos de la Facultad de Ciencias Exactas se vincularon con el Grupo de Investigación y Desarrollo en Tecnología Química (IDTQ), conformado por jóvenes Ingenieros Químicos, que funciona en la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la UNC y está vinculado a la Planta Piloto de Ingeniería Química de Bahía Blanca.
El proyecto conjunto tiene como objetivo primordial incorporar fórmulas sintéticas, basadas en compuestos naturales, a films de polietileno lineal de baja densidad, utilizando la tecnología dióxido de carbono súper crítico (CO2-SC). “La idea es impregnar matrices con estos compuestos naturales para ver el porcentaje de incorporación que tienen y cómo se van liberando gradualmente”, desarrolla Jimena Herrera.
Los investigadores buscan obtener un dispositivo fumigante que pueda aplicarse en silo bolsas, una amplia bolsa plástica donde almacenar la cosecha hasta que sea necesario transportarla para su comercialización. “Hay que destacar que en este caso la idea no es combatir las plagas sino prevenirlas”, comenta Herrera.
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