Fisiologia de los Herbicidas aplicados al suelo

Algunos herbicidas aplicados al suelo se absorben por las raíces pero no por los brotes.  Otros herbicidas aplicados al suelo, se absorben por los brotes y menos por las raíces.  La ubicación del herbicida en el suelo con respecto al  sitio de absorción influirá sobre el efecto herbicida y es una importante consideración de manejo (ver la animación).

Los herbicidas aplicados al suelo entran en  contacto con la planta a través de tres procesos,  flujo  de masas, contacto, o  difusión.  Con el flujo de masas, las moléculas del herbicida son acarreadas junto con la humedad del suelo, conforme la planta absorbe agua.  Una analogía sería un pedazo de madera flotando en la corriente de un arroyo.  El contacto simplemente implica que las plantas entran en contacto con los herbicidas en el suelo, por medio de sus raíces o sus brotes ‘creciendo hacia’ el herbicida.

El proceso de difusión es aquel en el cual las moléculas se mueven desde un área de alta concentración a un área de menor concentración.  La difusión puede tener lugar tanto en un medio líquido como gaseoso, aunque con la excepción de los fumigantes como el bromuro de metilo, la mayoría de los herbicidas aplicados al suelo se mueven muy poco en la fase gaseosa.

Para que cualquiera de estos tres mecanismos funcione adecuadamente, se requiere humedad en el suelo.  Con el flujo de masas, el agua es el ‘vehículo’ que acarrea las moléculas del herbicida.  La humedad se requiere para que la planta crezca activamente y absorba agua.  Para que la planta ‘crezca hacia’ el herbicida, se requiere humedad en el suelo para apoyar el crecimiento vegetal.  Para que la difusión funcione como un mecanismo de contacto, se requiere la humedad del suelo para que sirva como la fase donde se disuelve el herbicida.  Por estas razones, la actividad de herbicidas aplicados al suelo mejora ante buenas condiciones de humedad en el suelo y se reduce cuando se limita la humedad en el suelo.

Las raíces y los brotes de las plantas son los tejidos de absorción primarios de los herbicidas aplicados al suelo.  Algunos herbicidas se absorben primariamente por las raíces, mientras que otros se absorben por los brotes.  En cualquier caso, el tejido de absorción efectivo es relativamente joven/inmaduro.  En el caso de las raíces, los pelos radicales son particularmente efectivos en la  absorción de los herbicidas.  Cuando el tejido del  brote o la raíz madura, las capas externas se engruesan y forman una barrera para la absorción de los herbicidas y otros compuestos.  Para que la absorción sea eficiente, el tejido debe entrar en contacto con el herbicida, cuando todavía se encuentra en un estado de relativa inmadurez.  Las porciones maduras de raíces y brotes no absorben herbicidas con facilidad.

Algunas clases de herbicidas aplicados al suelo, incluyendo las triazinas, son absorbidas por las raíces de las plantas pero no por los brotes (Figura 2).  Para que los herbicidas absorbidos por las raíces sean efectivos, estos deben encontrarse en la zona radical de las plantas.  Aplicados sobre la superficie del suelo, estos herbicidas absorbidos por las raíces deben moverse dentro del suelo, por medio de la lluvia o la labranza, para ser efectivos.  Por razones prácticas, los herbicidas aplicados al suelo, rara vez se encuentran a concentraciones fitotóxicas por debajo de las tres pulgadas de profundidad.  las plantas con la mayoría de sus sistemas radicales por debajo de las tres pulgadas, normalmente no son muy afectadas por estos herbicidas.

 
 Figura 2. Atrazina colocada por encima de la semilla de soya (izquierda) y por debajo de la semilla (derecha).

Los herbicidas que se absorben primariamente por los brotes (coleoptilo en gramíneas; hipocotilo o epicotilo en hoja ancha) de plántulas en germinación, deben estar en la zona del suelo por encima de las semillas, cuando las semillas crecen a través de esta zona, para ser efectivos.  Si los herbicidas que se absorben por los brotes se encuentran por debajo de la profundidad de los brotes, tendrán un menor efecto sobre esas plántulas (Figura 3).

Figura 3. Treflan colocado arriba de la semilla de Sorghum bicolor (izquierda) y debajo de la semilla (derecha).

La colocación diferencial del herbicida con respecto al tejido primario de absorción de las plantas, es una técnica que se usa para obtener selectividad.  El herbicida simazina se usa para proveer control selectivo de malezas en muchas especies de árboles establecidos, aún cuando muchos de esos árboles son bioquímicamente sensibles a la simazina.  La simazina se absorbe por las raíces y es relativamente inmóvil en el suelo.  Colocada en la superficie del suelo en plantaciones de árboles, la simazina se mueve unas cuantas pulgadas dentro del suelo junto a la lluvia, donde es absorbida por los sistemas radicales superficiales de malezas en germinación, las cuales resultan eliminadas.

El bulto del sistema radical de árboles establecidos está mucho más profundo en el suelo que una o dos pulgadas y por ende, el sistema radical no entra en contacto con la simazina y por lo tanto no hay absorción ni daño por este herbicida.  Un mecanismo similar de  selectividad permite que el Sencor (metribuzina) se use de manera segura en alfalfa establecida latente, pero no en alfalfa latente recién sembrada. El sistema radical de la alfalfa establecida es más profundo que el de la alfalfa recién sembrada y por lo tanto, la alfalfa establecida, absorbe muy poco Sencor.

La trifluralina es un inhibidor del crecimiento de plántulas que se absorbe con eficiencia por las raíces y los brotes de las plántulas en germinación, pero es muy inmóvil en la planta y en el suelo.  La trifluralina inhibe la división celular en los  meristemos de las raíces y los brotes.  La trifluralina está registrada para el control de malezas no emergidas en maíz, cuando aplicada luego de que el maíz ha desarrollado dos hojas, sobre la superficie del suelo.  Luego del estado de dos hojas tanto el maíz como las malezas tienen una capa externa bien desarrollada que previene la absorción de cualquier trifluralina que pudiese contactar los brotes.

Debido a que la trifluralina es muy poco móvil en el suelo, no se mueve a suficiente profundidad en el suelo, como para contactar las porciones inmaduras (meristemáticas) de los sistemas radicales del maíz o las malezas, ya emergidos.  El maíz y las malezas ya emergidos no son dañados por este tipo de aplicación de la trifluralina porque el tejido efectivo para la absorción de la trifluralina no se expone a este herbicida.  En contraste, los brotes de las malezas en germinación, absorben trifluralina de la superficie del suelo y son controladas.

Las condiciones ambientales influyen sobre el potencial de daño al cultivo, luego de una aplicación al suelo de un herbicida.  En general, el daño a cultivos de herbicidas aplicados al suelo es mayor bajo condiciones frías y húmedas, debido a varios factores.  Bajo condiciones frías el metabolismo de la planta y por ende la degradación del herbicida son más lentos resultando en concentraciones mayores del herbicida que persisten en la planta por más tiempo.  Esto resulta en un mayor potencial de daño (Figura 4).

Figura 4. Respuesta del maíz a Balance aplicado al suelo, bajo suelo caliente (izquierda) y suelo frío (derecha).

Bajo condiciones frías todos los procesos de la planta se desaceleran, incluido el crecimiento vegetativo.  Como resultado, bajo condiciones frías las raíces y los brotes no crecen rápido a través y fuera de la zona del suelo que contiene el herbicida.  Esta extensión en el periodo de contacto del tejido de absorción con el herbicida resulta en un aumento en la absorción del herbicida y, por lo tanto, un aumento en el potencial de daño.  El suelo húmedo facilita el contacto de las plantas con el herbicida a través de flujo de masas o la difusión.  Si otras cosas son iguales, ocurre mayor absorción y potencial de daño por el herbicida, bajo condiciones de alta humedad en el suelo.

Los herbicidas activos desde el suelo, a excepción de los fumigantes, no tienen efecto sobre las semillas latentes.  La absorción de la humedad y por ende del herbicida por las semillas latentes es mínima y por lo tanto, la exposición del embrión vivo de la semilla a la mayoría de los herbicidas aplicados al suelo es mínima.  La humedad del suelo facilita la germinación de las semillas y la  absorción de los herbicidas, ambos requisitos para la actividad de los herbicidas que se aplican al suelo.

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