Tendencias en el uso de Tendencias en el uso de insecticidas para el control insecticidas para el control

de plagas agrícolas de plagas agrícolas

Pedro Mata ZayasDepartamento de Evaluación de Insumos

Tel.: 01 (55) 91 83 10 00 ext. 33844 e-mail: p.mat@senasica.sagarpa.gob.mx

Más de 1 millón de especies de insectos.Más de 1 millón de especies de insectos.

10,000 spp., se alimentan de cultivos10,000 spp., se alimentan de cultivos

700 spp., causan el mayor daño.700 spp., causan el mayor daño.

A n t e c e d e n t e s:A n t e c e d e n t e s:

3 millones de años, el Polvo y Barro (repelentes).3 millones de años, el Polvo y Barro (repelentes).

1000 años A.C. (Homero), quema de azufre1000 años A.C. (Homero), quema de azufre23-79 D.C. (Plinio el Viejo), agallas de reptiles23-79 D.C. (Plinio el Viejo), agallas de reptilesMás tarde, extractos de ají y tabaco, cal, Más tarde, extractos de ají y tabaco, cal, vinagre, trementina, aceite de pescado, vinagre, trementina, aceite de pescado, salmuera, lejía y otros.salmuera, lejía y otros.

1940, antes SGM, arsenicales, aceites de 1940, antes SGM, arsenicales, aceites de petróleo, nicotina, piretro, rotenona, petróleo, nicotina, piretro, rotenona, azufre, gas de cianuro, criolita.azufre, gas de cianuro, criolita.

SGM, Era de los Productos Químicos.SGM, Era de los Productos Químicos.

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.

ORGANOFOSFORADOS:Organofosforados (OP’s) 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 OP’s 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.

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 1956. 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.

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.

PIRETROIDES

La primera generación contiene solo un piretroide, la aletrina (Pynamin®), que apareció en 1949. 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

1972-73. 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.

PIRETROIDES

Modo de acción.- Los piretroides comparten modos de acción similares,

parecidos a los OP’s, 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 OP’s.

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®).

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.

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).

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

1967. 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.

•Década de los 60’s, 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 T e n de n c i a s:s:

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%

La industria de los pesticidas se ha reducido. Atrás queda el

otimismo que existía en las décadas de 1940 y 1950. 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 2.000 químicos, 40 o 50 años atrás, a más

de 20.000 en la actualidad. De este modo un científico individual

tendría pocas probabilidades de descubrir compuesto que pueda ser

comercializado.

Fig. 2. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test (1980-2000) y Larson (1996).

Fig. 3. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test (1980-2000) y Larson (1996).

Fig. 4. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test (1980-2000) y Larson (1996).

Fig. 5. No. de Nombres Comerciales de Insecticidas. Fuente: Arthropod Management Test (1980-2000) y Larson (1996).

•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.

¿PLAGUICIDA?

¿PLAGUICIDA?

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).

Superficie Bollgard®

Superficie Bollgard®/Solución Faena®

% de penetración

Adopción de la tecnología BollgardAdopción de la tecnología Bollgard® en México en México• Penetración durante el ciclo 2004:

– 43.6% para Bollgard®

– 15.8% para Bollgard®/Solución Faena®

– Total: 59.4%

REGIONES

0

10

20

30

40

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1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

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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

19961996 19971997 19981998 19991999 20002000 20012001 20022002 20032003 TotalTotal

NoroesteNoroeste 7,5377,537 48,095.9148,095.91 6,318.896,318.89 1,0001,000 7,357.807,357.80 2,471.942,471.94 2,1902,190 72,781.5472,781.54

NorteNorte 15,61815,618 31,226.9431,226.94 36,691.236,691.2 4,154.084,154.08 20,446.6220,446.62 2,842.692,842.69 110,979.53110,979.53

NoresteNoreste 4,5004,500 20,75020,750 68,572.1468,572.14 12,081.2312,081.23 9,747.69,747.6 115,650.97115,650.97

301,602.04301,602.04

Reducción en el uso de insecticidas en la superficie sembrada con algodón Bollgard (L)

Beneficio ambientalBeneficio ambiental

REGIONES:

Noroeste: Baja California, Baja California Sur, Sonora, Sinaloa

Norte: Chihuahua, Comarca Lagunera

Noreste: Tamaulipas, Veracruz, San Luis Potosi

Adopción de la tecnología BollgardAdopción de la tecnología Bollgard® en México en México

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 1978. 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.

Benzoilureas

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.

Insecticidas RegistradosInsecticidas RegistradosMarcas ComercialesMarcas Comerciales

CICOPLAFEST (1990-2004)CICOPLAFEST (1990-2004)

0

50

100

150

200

250

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004

InsecticidasRegistrados

120 I.A. registrados

CONCLUSIONES