¿Qué son los Fungicidas?

Papel de los fungicidas en el Manejo de Enfermedades

Las enfermedades de las plantas son manejadas más adecuadamente, integrando una serie de prácticas de control que incluyen: la rotación de cultivos, selección de cultivares tolerantes o resistentes (cultivares genéticamente menos susceptibles que otros cultivares), época de siembra, nivel de fertilización, modificación del micro-clima, sanidad y aplicación de fungicidas.  Los fungicidas son un componente vital del manejo de una enfermedad ya que (a) controlan satisfactoriamente muchas enfermedades, (b) las prácticas culturales a menudo no proporcionan un control adecuado de la enfermedad, (c) los cultivares resistentes no están disponibles o no son aceptados en el mercado y (d) algunos cultivos de un gran valor, presentan una muy baja tolerancia a la presencia de síntomas de enfermedades.

En contraste de cómo los medicamentos son usados en seres humanos la mayoría de los fungicidas, para que sean efectivos, requieren ser aplicados antes de que la enfermedad ocurra o a la primera señal de síntomas. A diferencia de muchas enfermedades de humanos y animales, las afecciones causadas por enfermedades en plantas no desaparecen aun cuando se elimina al patógeno. Esto se debe a que las plantas crecen y se desarrollan de manera diferente a los animales. Los fungicidas sólo pueden proteger de las enfermedades tejido nuevo no infectado. Además, pocos fungicidas son eficaces contra patógenos después que han infectado a la planta.

Los fungicidas que tienen propiedades “curativas”, que significa que son activos contra patógenos que ya han infectado a la planta, tienden a presentar un mayor riesgo a que los patógenos desarrollen resistencia a este tipo de fungicidas. Un patógeno resistente es menos sensible a la acción del fungicida, haciendo que éste sea menos efectivo o más aún, inefectivo.  Estos fungicidas curativos son capaces de penetrar la planta y eliminar selectivamente los hongos invasores, ellos están diseñados para identificar proteínas o enzimas específicas producidas por estos hongos. Ya que el modo de acción de estos fungicidas es tan específico, cualquier pequeño cambio en la genética de los hongos, pueden superar la eficacia de estos fungicidas y las poblaciones del patógeno pueden tornarse resistentes en aplicaciones futuras. Las estrategias de manejo de enfermedades que se basen primordialmente en aplicaciones curativas de fungicidas, conducirán a más problemas de resistencia debido a que: (a) el tamaño de la población de la cual individuos resistentes son seleccionados es más grande y (b) es difícil erradicar a todos los hongos dentro de una planta y frecuentemente algunos patógenos escapan a la acción del fungicida.  La resistencia a fungicidas será tratada con más detalle en otra sección más adelante.

Los productores a menudo utilizan sistemas de pronóstico de enfermedades o umbrales de acción, cuando estos son disponibles, para asegurarse de que los fungicidas se utilicen cuando se requieran, de esta manera evitar gastos y un posible impacto ambiental si se efectúan aplicaciones innecesarias. Los sistemas de pronóstico han sido desarrollados para muchas enfermedades, basados en el entendimiento de las condiciones ambientales favorables para su desarrollo. Dichos sistemas típicamente se basan en factores como la temperatura y humedad relativa o humedad sobre las hojas, en las áreas donde crece el cultivo. Los programas de aplicaciones de fungicidas basados en umbrales de acción requieren de un monitoreo constante de síntomas en los cultivos, aplicándose los fungicidas cuando la cantidad de síntomas alcanza un nivel crítico, más allá del cual la enfermedad no podría ser controlada adecuadamente. Un ejemplo de un nivel crítico es una mancha por cada cinco hojas examinadas. El conocimiento del ciclo de la enfermedad de un patógeno es importante cuando se están desarrollando y utilizando sistemas de pronóstico y umbrales de acción. Entre los aspectos importantes del ciclo de la enfermedad se debe tomar en cuenta si la enfermedad es monocíclica (una generación por año) o policíclica (múltiples generaciones) y período de latencia (tiempo entre la infección y la producción de inoculo nuevo).

El aspecto económico frecuentemente influye en la selección y época de aplicación de un fungicida. En cultivos valiosos se utilizan fungicidas costosos y numerosas aplicaciones, ya que en la ausencia de estos tratamientos podrían producirse pérdidas económicas sustanciales, tal es el caso de frutales o campos de golf. En el caso de algunas enfermedades donde el rendimiento de los cultivos no se ve impactado porque la severidad es baja, se utiliza un umbral económico para determinar cuándo es necesario un tratamiento con fungicidas. El nivel de tolerancia del cultivo o umbral de daño, puede variar dependiendo de en qué estado de desarrollo fue afectado el cultivo, las prácticas agronómicas, la localización y las condiciones climáticas.

Métodos de Aplicación

Los fungicidas son aplicados como polvos, gránulos, gas y más comúnmente en forma líquida.  Ellos se aplican a:

1. Semillas, bulbos, raíces de plántulas, y otros órganos de propagación. Estos tratamientos usualmente son realizados por la compañía de semillas.  Algunos tratamientos requieren ser efectuados por el cultivador en el lugar y al momento de la siembra.  El objetivo es eliminar los patógenos que se encuentran en el material de siembra o proteger a la plántula de los patógenos existentes en el suelo.
2. Suelo, ya sea en el surco de siembra al momento de plantar, después de plantar humedeciendo el suelo con la solución fungicida (incluido en el riego por goteo) o por aspersión directa alrededor de la base de la planta.
3. Follaje y otras partes aéreas de la planta mediante un aspersor.
4. Interior de los árboles mediante una inyección en el tronco.
5. Espacio aéreo de lugares cerrados como invernaderos y suelo cubierto. Los fungicidas son también llamados fumigantes cuando son aplicados de vapor en su forma químico-activa gaseosa.  Algunos fumigantes son también efectivos contra nematodos, insectos y semillas de malezas.
6. Productos cosechados, en inmersión o aspersión en las empacadoras.

Los fungicidas son utilizados como un producto formulado que consiste de un ingrediente activo más ingredientes inertes que mejoran la acción del producto. Los fungicidas típicamente son mezclados con agua, luego son aplicados por aspersión. El equipo de aplicación va desde aspersores de mano y de mochila hasta grandes unidades de aspersión acopladas a tractores o aeronaves (Figuras 16 - 22). Algunos fungicidas son aplicados en forma de polvo. Los fungicidas también pueden ser aplicados en invernaderos en la forma de humo, vapor, nebulizado o en aerosol. La cobertura de todas las partes de la planta susceptibles a una enfermedad es crítica ya que muy pocos fungicidas pueden movilizarse adecuadamente a través de la planta. Continuamente se producen avances en el tipo de boquillas y aspersoras para mejorar la cobertura (Figuras 17 y 19).

Para muchas enfermedades un control efectivo requiere de múltiples aplicaciones, algunas veces tan frecuente como cada cinco días. Las aplicaciones en forma repetida son necesarias para proteger los crecimientos nuevos y reemplazar la pérdida del fungicida sobre la planta debido a descomposición química, degradación por luz ultravioleta y remoción por el viento y el agua

Tipos de Fungicidas y Definiciones

Los fungicidas se categorizan de varias formas basadas en diferentes características. Las características utilizadas más comúnmente y sus categorías se describen a continuación. 

1. Movilidad en la planta: De contacto o sistémicos. Los fungicidas de contacto (también llamados protectores) permanecen en la superficie de la planta. Muchos fungicidas de contacto son potencialmente fitotóxicos (tóxicos a la planta) y pueden dañar la planta si se absorben. Los sistémicos (también llamados penetrantes) son absorbidos dentro la planta. Algunos sistémicos se movilizan a cortas distancias desde el sitio de su aplicación, por ejemplo a través de la lámina foliar de una superficie a la otra (sistémico local o translaminar). Algunos fungicidas son sistémicos débiles y se movilizan, desde los sitios de aplicación, un poco más que los sistémicos locales.  La mayoría de los sistémicos se movilizan más efectivamente debido a su translocación por el tejido xilemático. Cuando son aplicados a la zona radicular, éstos son absorbidos por las raíces y se movilizan hacia arriba por la corriente transpiratoria de la planta (sistémicos de movimiento xilemático). Los sistémicos de movimiento xilemático aplicados al follaje se movilizan a lo largo de la hoja en donde se depositan, pero no pueden redistribuirse fuera de ésta, sin embargo, cualquier material depositado en los tallos puede moverse hacia las hojas. Los sistémicos de movimiento floemático (también conocidos como los “verdaderos” sistémicos o sistémicos amfimóviles) presentan una movilidad bidireccional, algunos materiales se mueven en el floema, del lugar donde fueron aplicados en la hoja, hacia otras hojas o hacia las raíces. Los sistémicos no se movilizan de nuevo luego de su translocación.
2. Función de protección: Preventiva o curativa. Los fungicidas de contacto son productos adecuados para uso preventivo (profiláctico), ya que funcionan por contacto en la superficie de la planta en donde han sido aplicados. Se requieren repetidas aplicaciones para proteger el nuevo crecimiento de la planta y reemplazar el material que ha sido lavado por la lluvia o la irrigación o degradado por factores ambientales como la luz solar. Algunos fungicidas de contacto se los identifica como productos “residuales” ya que el fungicida aplicado permanece en la superficie de la planta, ocasionalmente como un residuo visible, por varios días. Debido a la capacidad de penetrar a los tejidos de la planta algunos fungicidas sistémicos presentan tanto una actividad preventiva como curativa (erradicante), de esta manera puede afectar al patógeno después de su infección.
3. Rango de actividad: Un punto o múltiples puntos de acción.  Los fungicidas que actúan de manera única son activos sólo en un punto de una ruta metabólica en el patógeno o afectan una enzima o proteína esencial para el hongo.  Debido a la especificidad en toxicidad de estos fungicidas, estos tienen muy poco efecto en la mayoría de los organismos, pueden ser absorbidos de manera segura por la planta, por lo que tienden a presentar propiedades sistémicas.  Como resultado de esta actividad específica, los hongos son más propensos a ser resistentes al fungicida, debido a que una simple mutación en el patógeno usualmente le permite que superar el efecto del fungicida, como por ejemplo previniendo que se enlace al sitio de actividad en el hongo.

Típicamente los antiguos fungicidas de contacto presentan múltiples sitios de acción, por lo que usualmente afectan a muchos hongos en diferentes clases.  A través del desarrollo de investigaciones “in vivo” y debido al incremento en la rigurosidad y número de pruebas regulatorias requeridas para registrar un ingrediente activo nuevo, recientemente los fabricantes de fungicidas han encontrado más fácil desarrollar fungicidas sistémicos de un solo sitio de acción.  Como resultado de este enfoque, la resistencia a fungicidas se ha convertido en un tema de gran importancia en el manejo de enfermedades.

1. Modo de acción.  Los fungicidas “matan” a los hongos dañando su membrana celular, inactivando enzimas o proteínas esenciales o interfiriendo con procesos claves tales como la producción de energía o la respiración.  Otros impactan rutas metabólicas específicas como son la producción de esteroles o quitina.  Por ejemplo, fungicidas a base de fenilamida, se enlazan con e inhiben la función de la polimerasa del ARN en oomicetos, mientras que los benzimidazoles inhiben la formación de polímeros de beta tubulina usados por las células fungosas durante su división nuclear.

Algunos productos de desarrollo reciente son únicos ya que no afectan directamente al patógeno.  Muchos de ellos obtienen una respuesta de la planta huésped conocida como “resistencia sistémica adquirida” (SAR, en inglés).  Estos inductores de resistencia sistémica adquirida (SAR) básicamente imitan señales químicas en las plantas que activan los mecanismos de defensa de la planta como lo son la producción de paredes celulares más gruesas y proteínas anti fungosas.  La utilidad de los inductores SAR, sin embargo, ha sido limitada hasta ahora debido a que muchos patógenos son capaces de vencer dichas defensas.

El conocimiento de cómo un fungicida afecta exactamente a un hongo es útil en el momento de seleccionar un producto.  Primero, el modo de acción del fungicida determina cuales hongos serán afectados y por consiguiente cuales enfermedades pueden ser controladas mediante su uso.  Segundo, los fungicidas con modos de acción diferentes son necesarios en un programa de manejo de enfermedades para retardar el desarrollo de resistencia a fungicidas.

1. Grupo químico: Inorgánico u Orgánico.  Los fungicidas también pueden clasificarse de acuerdo a su composición química.  Químicamente, las moléculas orgánicas son aquellas que contienen átomos de carbono en sus estructuras, mientras que las moléculas inorgánicas no los presentan.  Muchos de los primeros fungicidas desarrollados fueron compuestos inorgánicos a base de azufre o iones metálicos como el cobre, estaño, cadmio y mercurio que son tóxicos a los hongos.  Los cúpricos y los sulfurados aún se utilizan ampliamente.  La mayoría de los fungicidas usado en la actualidad son compuestos orgánicos y por consiguiente contienen carbono.  El término “orgánico” es utilizado aquí basado en la terminología química y difiere del término “orgánico” empleado para describir un sistema agrícola que procura ser holístico y aumenta la salud del agroecosistema.

1. Términos adicionales.
   • Biofungicida: es un producto natural microbiano o bioquímico.  Existen tres tipos de bioplaguicidas.  (a) Bioplaguicidas microbianos, presentan un ingrediente activo que es un agente de control biológico (organismo capaz de atacar o competir con un patógeno o plaga). (b) Bioplaguicidas vegetales o Protectores incorporados en planta, que son definidos por la EPA como "sustancias plaguicidas producidas por la planta, a partir de material genético que ha sido incorporado a la planta”. (c) Bioplaguicidas bioquímicos, contienen sustancias que ocurren en forma natural.  Algunos productos bioquímicos pueden ser el resultado de una fermentación.  Los bioquímicos pueden afectar directamente a los organismos que causan enfermedades o pueden estimular SAR.  Los bioplaguicidas generalmente presentan un espectro reducido, tienen baja toxicidad, se descomponen con facilidad y por ello se les considera que tienen un potencial bajo para producir un impacto negativo en el medio ambiente.  Muchos productos biofungicidas han sido aprobados para la producción de cultivos orgánicos.  Mientras que muchos poseen una toxicidad baja, los bioplaguicidas no necesariamente son más seguros que los plaguicidas que contienen ingredientes sintéticos.
   • Clase o Grupo químico: es el nombre dado a un grupo químico que comparte un modo de acción bioquímico común y que puede tener o no una estructura química similar.
   • Formulación: es el producto plaguicida.  Es una mezcla compuesta por el ingrediente activo e ingredientes que mejoran el rendimiento del plaguicida, tales como, transportadores, solventes, humectantes, dispersantes y adherentes.  Los tipos de formulaciones incluyen a polvos mojables, polvos suspendidos en una fase líquida (flowables), concentrados emulsionables y gránulos.
   • Ingrediente activo: (i.a.) es el componente activo del plaguicida y es la fracción patentada, sintetizada y registrada por el fabricante.
   • Nombre Comercial/Marca registrada: es el nombre patentado bajo el cual el producto es vendido al usuario.
   • Nombre común: es el nombre propuesto por el fabricante básico para el ingrediente activo.  Este nombre es ratificado por un comité, ya sea la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, en inglés) o la Sociedad Química Americana (American Chemical Society, en inglés).
   • Nombre químico: es indicado por un sistema de nomenclatura diseñado por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, en inglés); este grupo de reglas es usado para nombrar a compuestos (basados en carbono) orgánicos.
   • Riesgo reducido: es una clasificación especial aprobada por EPA para usos específicos de pesticidas que poseen un riesgo bajo para la salud humana, baja toxicidad a organismos a los que no está dirigido, potencial bajo en la contaminación de aguas u otros recursos ambientales, y/o que aumenten la adopción y efectividad de estrategias de manejo integrado de plagas. El registro es expedido para usos señalados como de riesgo reducido.

Resistencia a Fungicidas

La resistencia a fungicidas es un carácter heredable y estable que da como resultado una reducción en la sensibilidad al fungicida por parte de un hongo en particular.  Esta capacidad se obtiene a través de un proceso evolutivo. Los fungicidas con un solo sitio de acción presentan un alto riesgo para el desarrollo de resistencia si se les compara con los fungicidas de múltiples sitios de acción.  La mayoría de los fungicidas que se desarrollan hoy en día tienen un solo modo de acción porque este tipo de acción se asocia con un potencial bajo de impacto negativo al ambiente, incluido aquellos organismos para los cuales no está dirigido la acción del fungicida.

Cuando la resistencia al fungicida es el resultado de la modificación de un gen dominante, las sub-poblaciones del patógeno son muy sensibles o altamente resistentes al pesticida.  La resistencia, en este caso, se entiende como una pérdida completa del control de la enfermedad que no puede ser superada, aún si se utilizan dosis más altas o aplicaciones de fungicidas más frecuentes.  Este tipo de resistencia es referida comúnmente como “resistencia cualitativa”

Cuando la resistencia al fungicida es el resultado de la modificación de varios genes que interactúan, los aislamientos del patógeno muestran un rango de sensibilidad al fungicida, que depende de la cantidad de cambios que ocurren en los genes.  La variación en la sensibilidad dentro de la población es continua. La resistencia en este caso se interpreta como el deterioro del control de la enfermedad que puede ser superada utilizando dosis más altas y aplicaciones de fungicidas más frecuentes. La selección a largo plazo por resistencia en el patógeno mediante la aplicación repetida del fungicida, puede eventualmente dar como resultado la utilización de las dosis más altas indicadas en las etiquetas y/o la reducción de los intervalos de aplicación, los cuales no controlarán adecuadamente la enfermedad.  Este tipo de resistencia al fungicida se le denomina comúnmente como “resistencia cuantitativa”. 

Los aislamientos de hongos que son resistentes a un fungicida, a menudo son también resistentes a otros fungicidas relacionados, aun cuando no han sido expuestos a estos fungicidas, ya que todos ellos poseen el mismo modo de acción.  A esto se le llama resistencia cruzada.  Los fungicidas con el mismo Código de Grupo son más probables que manifiesten resistencia cruzada.  Ocasionalmente ocurre una resistencia cruzada negativa entre fungicidas no relacionados debido a que el cambio genético que le confiere resistencia a un fungicida hace que el aislamiento resistente sea más sensible a otro fungicida.

El manejo de la resistencia a fungicidas es de importancia crítica para ampliar el período de tiempo en que un fungicida en riesgo es efectivo.  La meta primordial del manejo de resistencia es la de retrasar su desarrollo antes que manejar cepas fungosas resistentes después que han sido seleccionadas.  Por lo tanto, los programas de manejo de resistencia necesitan ser implementados desde el inicio en que los fungicidas en riesgo son disponibles comercialmente. El objetivo del manejo de resistencia a fungicidas es minimizar el uso de los fungicidas en riesgo sin tener que sacrificar el control de la enfermedad.  Lo anterior se alcanza usando los fungicidas en riesgo con otros fungicidas y con medidas de control que no involucren químicos, tal como el uso de cultivares resistentes, en un programa de manejo integrado de enfermedades.

Es crítico usar un programa de manejo de enfermedades efectivo para retardar el incremento de cepas resistentes.  Los fungicidas en riesgo deben ser utilizados a las dosis (dosis completa) e intervalo de aplicación recomendado por el fabricante.  Se espera que al utilizar la dosis completa recomendada se minimice la selección de cepas con sensibilidad intermedia al fungicida cuando la resistencia involucra a varios genes (resistencia cuantitativa).  Los fungicidas en riesgo deben ser alternados con otros fungicidas de riesgo con diferentes modos de acción o diferentes grupos químicos, y en ambos casos deben ser combinados o alternados con fungicidas que presenten riesgo de resistencia bajo.

Cuando un cultivo sirve como fuente de inóculo para el cultivo siguiente, el esquema de alternar fungicidas en riesgo se debe continuar en los cultivos subsiguientes, de tal manera que el primer fungicida en riesgo aplicado a un cultivo pertenezca a un grupo de resistencia cruzada diferente, que el último fungicida en riesgo aplicado al cultivo previo.  Algunos fungicidas en riesgo son formulados como una pre-mezcla de productos con otros fungicidas para manejar la resistencia.  Los fungicidas en riesgo deben ser utilizados solamente cuando sea necesario.  El período más crítico para su uso en el manejo de resistencia, es al inicio de una epidemia, cuando la población del patógeno es baja.  Los fungicidas de contacto con múltiples modos de acción deben ser aplicados solos, al final del período de crecimiento del cultivo, donde han probado ser eficientes en el control de enfermedades y proteger la producción. Otro componente importante del manejo de resistencia es evaluando el control de enfermedades, y reportando cualquiera pérdida potencial de eficacia debido a resistencia.

Fuente original

McGrath, M.T. 2004. ¿Qué son los fungicidas? Trans. Luisa Santamaria, José Carlos Ureta R., 2014. The Plant Health Instructor.