La resistencia es un proceso evolutivo de respuesta a una selección ejercida por un fenómeno de estrés

Uno de los principales problemas de la agricultura desde sus inicios ha sido el control de las malas hierbas. Las malas hierbas compiten con el cultivo y reducen su producción y por tanto son un perjuicio importante para el agricultor tanto por la reducción en la producción si no se controlan adecuadamente como por el coste que representa su adecuado control.

La utilización generalizada de herbicidas ha sido y es el principal método utilizado para el control de las malas hierbas sobre todo en cultivos extensivos, debido a que es cómodo y barato para el agricultor, eficaz por la selectividad del cultivo y además reduce las labores y la erosión. El consumo de herbicidas en cereales de invierno ocupa un destacado lugar dentro del uso total de fitosanitarios en España. Sin embargo, esta práctica realizada de forma única y repetida en el tiempo ha dado lugar a la aparición de malas hierbas resistentes a los herbicidas más utilizados para su control. Esta aparición de resistencia a herbicidas es una de las principales preocupaciones en la agricultura, ya que altera el control de malas hierbas basado en herbicidas y porque los métodos alternativos de control son menos eficaces (Baastians et al., 2008) y/o más costosos.

La resistencia a herbicidas según la WSSA (Sociedad Americana de Malherbología) es “la capacidad heredable de una planta para sobrevivir y reproducirse después de un tratamiento herbicida que, en condiciones normales, la hubiese controlado”. Según la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura), la resistencia es “un descenso en la respuesta de una población de una especie a la aplicación de un herbicida”. En el campo, la resistencia se puede sospechar por fallos sucesivos de un tratamiento herbicida que normalmente habría controlado una especie tras la aplicación de la dosis recomendada.

La resistencia de las malas hierbas a los herbicidas es un proceso evolutivo de respuesta a una selección ejercida por un fenómeno de estrés, que en este caso es la aplicación de un herbicida. Las malas hierbas presentan variabilidad en su respuesta a la aplicación de un herbicida, pudiendo encontrar en una misma población desde individuos sensibles hasta individuos resistentes. Los herbicidas ejercen una gran presión selectiva ya que a la dosis recomendada controlan hasta el 95-99% de las plantas. Por tanto, si hay un mecanismo que permita a un individuo de una especie de mala hierba sobreponerse a la aplicación de un herbicida, este será fuertemente seleccionado. Estos individuos, los más resistentes, sobreviven y se multiplican aumentando el nivel de resistencia de la población. Si el mismo herbicida o herbicidas con el mismo modo de acción se aplican de forma frecuente y continuada, la proporción de individuos resistentes es cada vez mayor, dando lugar al desarrollo de una población resistente, que ya no será controlada con esos herbicidas. En la actualidad se conocen biotipos resistentes a herbicidas en 248 especies de malas hierbas (144 especies de hoja ancha y 104 de hoja estrecha) en todo el mundo, con resistencias a 22 modos de acción de los 25 conocidos (Heap, 2016). El tiempo que la resistencia tarde en aparecer será mayor o menor dependiendo de las características del herbicida, de la planta y de la gestión del agricultor (Chueca, http://www.semh.net/descarga/semhwe1.pdf).

Una población puede desarrollar resistencia mediante modificaciones en varios procesos, que pueden estar relacionadas con el lugar de acción del herbicida o no. Las resistencias de lugar de acción son generalmente mutaciones que hacen que el herbicida no se pueda unir su lugar de acción, lo que hace que no ejerza su función. En las resistencias que no son de lugar de acción, el herbicida no alcanza su lugar de acción puesto que la planta dificulta, retarda o impide su absorción, penetración y/o translocación. Un efecto similar se puede producir si la planta es capaz de detoxificar o destruir la molécula herbicida mediante procesos metabólicos. Esta resistencia de tipo metabólico no suele ser específica y puede ser activa frente a un amplio espectro de sustancias activas, que pueden ser compuestos con estructura química similar o con uniones o grupos químicos del mismo tipo, aunque tengan diferentes modos de acción.

La detección de resistencias no es fácil. No siempre se puede detectar la diferencia entre mala eficacia y resistencia. El hecho de que una mala hierba permanezca en un campo que ha sido tratado con un herbicida, no siempre significa que la mala hierba sea resistente. Puede ser que el tratamiento no haya sido adecuado en: el tiempo de desarrollo de la mala hierba, las dosis aplicadas o el momento y condiciones climatológicas en que se ha realizado. Por ello, una posible resistencia en el campo tiene que ser confirmada mediante la realización de ensayos en condiciones controladas en ensayos de laboratorio. Normalmente cuando se detecta la resistencia en las malas hierbas en el campo es en general demasiado tarde. En condiciones de campo la resistencia se advierte cuando hay más de un 30% de individuos resistentes en la población, este momento ya es tardío para prevenir que las plantas resistentes sigan proliferando.

En España cada vez hay más preocupación entre los agricultores y los técnicos por los problemas de resistencias que se van detectando. Uno de los casos más importantes aparecidos es la existencia de resistencia a herbicidas en malas gramíneas de cereales. El vallico (Lolium rigidum L.) en cereal de invierno ha aparecido en las zonas de cultivo de Aragón, de Cataluña y de la región del Duero. Los primeros fallos en el control del vallico con diclofop o clortoluron se citaban en Cataluña (Recasens et al., 1996) y la región del Duero (de la Carrera et al., 1999). En encuestas realizadas a agricultores de Castilla y León, Fernández-García (1998) detectaba que el 4,2% de los campos tratados con clortoluron y el 3,3% de los tratados con clorsulfuron tenían fallos en el control. Esta resistencia se ha incrementado. Actualmente poblaciones de esta especie son resistentes a los herbicidas que contienen diclofop-metil, clortolurón, clorsulfurón, clodinafop o tralkoxidim (CPRH, 2011a), con la aparición a veces de resistencia cruzada o múltiple los diferentes herbicidas.

El vallico es la especie que ha desarrollado más resistencias y a más materias activas. El grupo de Malherbología del INIA realizó muestreos al azar hace más de diez años (2000-2012) de poblaciones de vallico en campos de cereal de Castilla y León y Lleida. Estos muestreos se han repetido entre 2012-2014 con el fin de determinar la frecuencia con la que aparecen poblaciones resistentes a los herbicidas que han sido utilizados de forma rutinaria para su control. Estos trabajos han permitido, además de monitorear el estado actual de la resistencia, comparar la evolución del desarrollo de la resistencia en el tiempo. Los resultados de la respuesta de las poblaciones de vallico al herbicida clorsulfuron, perteneciente al grupo B (inhibidores del enzima Acetolactato Sintetasa, ALS) nos muestran una situación preocupante.

En el muestreo realizado hace una década solo el 1,2% de las poblaciones eran resistentes a clorsulfuron (Loureiro et al., 2010); en la actualidad, el 28,5% de las poblaciones muestreadas son resistentes al herbicida clorsulfuron (Figura 1). Esta evolución no es homogénea entre provincias. La Figura 2, pone de manifiesto que en provincias como Salamanca, Zamora o Ávila más del 75% de las poblaciones son resistentes con reducción importante de la eficacia del herbicida. En los muestreos realizados entre 2000-2002 más del 90% de las poblaciones eran sensibles al herbicida en Castilla y León; en la actualidad lo son tan sólo el 14%. En Lleida, la situación ya era algo preocupante hace más de una década con sólo el 40% de las poblaciones sensibles. En la actualidad, aquellas poblaciones son ya resistentes en diferente grado de resistencia y no se han encontrado poblaciones sensibles.

Figura 1. Evolución de la resistencia a clorsulfurón en poblaciones de vallico (Lolium rigidum L.) muestreadas al azar en campos de cereal de Castilla y León y Cataluña (provincia de Lleida). Las barras lisas indican el estado de la resistencia en los muestreos realizados hace más de 10 años (2000-2002). Las barras rayadas, la situación encontrada en los muestreos realizados en 2012-2014. Las poblaciones se han agrupado en las categorías S (sensibles, en verde), R? (resistencia incipiente, en amarillo) y RR y RRR (resistentes intermedias y resistentes, en naranja y rojo respectivamente) utilizadas para designar la resistencia en los ensayos de respuesta al herbicida.

Figura 2. Porcentaje de poblaciones clasificadas como S, R? , RR y RRR y su distribución geográfica en Castilla y León y Cataluña.

Además de los manejos herbicida realizados, la transferencia de los genes de resistencia a herbicidas por polinización cruzada entre las plantas de una misma población y/o de diferentes poblaciones más o menos distantes ha contribuido con toda seguridad a la propagación de la resistencia (Loureiro et al., 2013). En especies alógamas cuyo vector de polinización es el viento, como es el caso del vallico, las resistencias conferidas por genes dominantes se van a propagar rápidamente puesto que los alelos de resistencia no se pierden en la descendencia heterocigota. Este proceso acelera notablemente el desarrollo de una resistencia a nivel comercial y propicia la aparición de resistencias múltiples.

El escenario de la resistencia en España es preocupante pero gestionable, no es tan dramático como pueda ser en otras zonas como Australia donde, en muestreos realizados en 2010, de un total de 362 poblaciones de L. rigidum de cereal, el 96% de las poblaciones tenían plantas con resistencia a diclofop, el 98% a sulfometuron y el 65% de las poblaciones tenían plantas con resistencia múltiple a ambos herbicidas (Owen et al., 2014).

Se han localizado algunos campos de cereal de invierno en los que las especies de avena (Avena spp.) muestran dificultad de control con avenicidas específicos: diclofop-metil, tralkoxidim, clodinafop (CPRH, 2015). Otra gramínea para la que los agricultores muestran preocupación por su dificultad creciente de control es el bromo (Bromus diandrus Roth.). En esta dificultad de control pueden estar implicados factores como: el monocultivo de cereal; la reducción de las labores; el mayor uso de herbicidas selectivos para controlar otras hierbas monocotiledóneas y de hoja ancha, lo que reduce su competencia. La carencia de herbicidas eficaces y seguros para su control, con la excepción del sulfosulfuron en trigo, hace que se utilicen otras opciones como clortoluron o clorsulfuron, que han favorecido su proliferación (Escorial et al., 2011). Otra mala hierba, en este caso dicotiledónea, para la que se han citado problemas de resistencia a herbicidas en España en cereal de invierno es la amapola Papaver rhoeas. En Cataluña, Aragón, Rioja y zona noreste de Castilla y León han aparecido campos en los que esta especie es resistente a los herbicidas que contienen 2,4-D y/o tribenurón-metil (CPRH, 2011b).

Si bien existen resistencias, también existen todavía otras materias activas disponibles para su control, lo que permitirá establecer un manejo del control de malas hierbas más eficiente, que utilice menos y más adecuados herbicidas, y que sea parte de una estrategia de control integrado. Para ayudar a alcanzar estos objetivos, el Comité de Prevención de Resistencia a los Herbicidas (CPRH), grupo de trabajo de la Sociedad Española de Malherbología (SEMh), ha publicado diferentes guías para la prevención y el control de la resistencia a herbicidas en las principales malas hierbas (http://www.semh.net/resistencia_herbicidas.html), en las cuales se dan indicaciones para el empleo de un control integrado de las malas hierbas que es necesario abordar de forma rápida y eficaz.

Referencias

• Bastiaans L., Paolini R. & Bauman D.T. (2008) Focus on ecological weed management: what is hindering adoption? Weed Research 48, 481-491.
• Carrera de la N., Villarroya M., Chueca M.C. & García-Baudín J.M. (1999) Evaluation of Lolium rigidum biotypes resistance to chlorsulfuron: useful parameters. Proceedings of the Brighton Crop Protection Conference on Weeds. 153-158.
• CPRH (Comité para la Prevención de la Resistencia a Herbicidas) (2011a) ¿Cómo manejar una población de vallico (Lolium rigidum) resistente en cereal de invierno? http://www.semh.net/descarga/resistencia-a-herbicidas/FichaLoliumCPRH2011.pdf
• CPRH (2011b) ¿Cómo manejar una población de amapola resistente en un cereal de invierno? http://www.semh.net/descarga/resistencia-a-herbicidas/FichaLoliumCPRH2011.pdf
• CPRH (2015) ¿Cómo manejar una población de avena loca (Avena spp.) resistente al cereal de invierno. http://semh.net/wp-content/uploads/2016/01/Ficha-Avena-CPRH-definitiva.pdf
• Escorial C., Loureiro I., Rodríguez-García E. & Chueca M.C. (2011) Population variability in the response of ripgut Brome (Bromus diandrus) to sulfosulfuron and glyphosate herbicides. Weed Science 59, 107-112.
• Fernández-García J.C. (1998) Problemática de las malas hierbas y el empleo de herbicidas en los cereales paja de Castilla y León. Tesis Doctoral. Universidad de León. España.
• Heap I. (2016) The International Survey of Herbicide Resistant Weeds. Online. Martes 2 de Febrero, February 2, 2016. Disponible www.weedscience.org
• Loureiro I., Escorial C. & Chueca M.C. (2013) Flujo de genes de resistencia a herbicidas vía polen en Lolium rigidum. XIV Congreso de la Sociedad Española de Malherbología,
• Loureiro I., Escorial C., Rodríguez-García E., González-Andújar J.L., García Baudn J.M. & Chueca M.C. (2010) Response of Lolium rigidum populations randomly collected within winter cereal fields in Spain to several herbicides commonly used for its control. Crop Protection 29, 1248-1256.
• Owen M.J., Martinez N.J. & Powles S.B. (2014) Multiple herbicide-resistant Lolium rigidum (annual ryegrass) now dominates across the Western Australian grain belt. Weed Research 54, 314-324
• Recasens J., Riba F., Izquierdo J., Forn R. & Taberner A. (1996) Gramíneas infestantes de los cereales de invierno de Cataluña. I.T.E.A. 2, 116-130.