Síndrome de las raíces atrofiadas III. Toxidez de glifosato

Publicado el: 13/12/2017
Autor/es: Tsuioshi Yamada, AgriNatura consultoria agronómica. Brasil

TOXIDEZ DEL GLIFOSATO 
He comenzado esta serie de artículos afirmando creer que el principal problema que afecta la productividad de la soja es el mal desarrollo del sistema radicular que, debido a su ocurrencia tan generalizada, denominé Síndrome de las Raíces Atrofiadas. Y que, exceptuando la compactación del suelo, tres causas químicas- aislada o simultáneamente- pueden contribuir a: toxicidad de aluminio, deficiencia de boro y toxicidad de glifosato. La tercera causa - toxicidad de glifosato - será el objetivo del presente artículo. 

CARACTERIZACIÓN DEL SÍNDROME DE LAS RAÍCES ATROFIADAS
Recolectar aleatoriamente 100 plantas en un lote de la propiedad y calcular el porcentaje de plantas sin raíz pivotante bien definida y desarrollada. El valor observado es el índice de raíces atrofiadas (IRA), expresado en porcentaje. He observado valores que giran entre 70 a 80% de raíces atrofiadas. A falta de una mejor definición, considero importante tomar medidas correctivas cuando el índice de raíces atrofiadas es superior al 30% (IRA> 30%). 

TRANSFERENCIA DEL GLIFOSATO DE LA PLANTA-OBJETO A LA PLANTACIÒN OBJETIVO
Trabajando desde 2000 con el manejo de Cítricos, sospeche que el síndrome de la muerte súbita podría ser consecuencia del efecto tóxico del glifosato utilizado en el control de las malezas. Esto porque sabía que el glifosato inhibe la síntesis de ácido indolacético (AIA) (Lee, TT, 1982. Fisiología Plantarum, 54: 289-294) y, por lo tanto, podría reducir el crecimiento vegetativo, típico de la muerte súbita, enfermedad que culmina con el secado completo de la planta (Figura 1). 

Figura 1. Efecto del glifosato en la síntesis del ácido indolacético y citricos con el síndrome de muerte súbita.

 Varios ensayos realizados con soja y frijoles consolidaron la sospechosa de que el glifosato estaba siendo transferido de la planta objetivo (matorral), e incluso del suelo, a la planta-no objetivo (cultura económica), como se muestra en la Figura 2.

Figura 2.
A la izquierda: mecanismo de transferencia del glifosato de la planta objetivo a la plantación objetivo; a la derecha y por encima: transferencia de glifosato a dosis crecientes - aplicado en talque y plantar de la braquial para el frijol;
a la derecha y abajo: transferencia de glifosato del suelo a la soja, sembrada un día después de la aplicación del glifosato en el suelo.

El hecho que presento a continuación fue constatado en un área de cerca de 20 hectáreas cultivada con pinus, en Uberlândia (Minas Gerais, Brasil) que, después de ser erradicada para plantación de soja convencional, cultivar Conquista,
tuvo una mitad sembrada con milíto, posteriormente manejada con glifosato en pre-emergencia de la soja, y la otra mitad conducida bajo sistema de manejo convencional. Se observó que en el área manejada con glifosato, había acamamiento de plantas y éstas presentaban raíces atrofiadas, lo que no ocurría con las plantas cultivadas en sistema de manejo convencional (Figura 3). Este efecto se reflejó en la productividad de la soja, con un aumento de 10,4 sc ha 1 en favor de la soja cultivada bajo sistema convencional.

Figura 3. Sistema radicular da soja Conquista sob dois sistemas de manejo: plantio convencional (à esquerda) e plantio direto com glifosato (à direita). Crédito da foto: T. Yamada, 13/03/2007.


El estudio realizado por Bott, del equipo del entrañable Profesor Römheld, de la Universidad de Hohenhein (Stuttgart, Alemania), mostró que el glifosato adsorbido a las arcillas puede ser desorbido (o liberado) para la solución del suelo por acción de fertilizantes fosfatados ácidos, tales como superfosfato triple, MAP o DAP, y así afectar el crecimiento de las raíces, como se puede observar en la Figura 4. Se observa que en los tratamientos sin adición de fósforo prácticamente no hubo diferencia en el desarrollo radicular de las plántulas, tanto en la ausencia como en la presencia de glifosato en el suelo. Sin embargo, con la adición de dosis crecientes de P aparecieron daños crecientes en las raíces. Aunque este resultado se ha obtenido en laboratorio, es posible que el fenómeno pueda ocurrir también en condiciones de campo, principalmente en los suelos arenosos y con el uso de fuentes de P ácido aplicadas cerca del surco de siembra.
Figura 4. Efecto de la desorción de glifosato por dosis crecientes de fósforo en el desarrollo de la parte aérea y raíces de soja convencional.


Estos hechos me dejaron preocupado, por saber qué efectos deletéreos estaban ocurriendo en las plantas, y al mismo tiempo triste, por no saber cómo neutralizarlos. Afortunadamente, por una serie de acontecimientos fortuitos, finalmente pude conseguir una explicación satisfactoria para la causa de estos daños y de cómo sanarlos.

NEUTRALIZACIÓN DE LOS EFECTOS TÓXICOS DEL GLIFOSATO
La primera pista para la explicación de este fenómeno la obtuve al leer el último artículo del Profesor Malavolta, publicado en la revista Better Crops, del IPNI, EEUU, en 2007. En ese artículo, había una foto de árbol pecamino con deficiencia nutricional atribuida al elemento níquel, que fue corregida por medio de pulverización foliar con sulfato de níquel. Mi sospechosa era que se trataba de toxicidad de glifosato, y no de deficiencia de níquel. En viaje a los Estados Unidos visité al autor de la foto, el Dr. Bruce Wood (USDA, Byron, Georgia) y conocí su estación experimental. En la oportunidad, pude constatar que mi sospechosa era real: muchas plantas del local estaban contaminadas por el glifosatoPor otra parte, por mi invitación, el Dr. Wood estuvo en Brasil, donde visitó cafetales con síntomas de intoxicación de glifosato y, de pronto, afirmó que los síntomas eran similares a los de la deficiencia de níquel (Figura 5). En aquel momento, encerraba mi búsqueda de años, al entender que daños causados por el glifosato podrían ser neutralizados con pulverizaciones de níquel. Esto ocurrió dos meses antes de mi retiro.

Figura 5.  A la izquierda, planta de pecan que recibió pulverización de níquel sólo en las ramas del lado derecho, con respuestas visibles después de 14 días. A la derecha, comentario del Dr. Bruce Wood para los síntomas de toxicidad de glifosato en el café: "estoy 99% convencido que estos síntomas son de deficiencia de níquel".

Después de mi retiro, en noviembre de 2007, tuve un año sabático para decidir mis actividades futuras. A finales de 2008 fui aprobado en el curso de graduación en nutrición humana, pues tenía como objetivo estudiar los efectos del glifosato en la salud humana. A mediados de 2009 abandoné el curso, pues me decepcionó con la calidad de algunos profesores y la precariedad de los laboratorios. Pero el principal motivo de esta renuncia fue el deseo de probar los efectos del níquel en las culturas. A partir de ahí tuve la felicidad de establecer una asociación con una empresa especializada en la producción de fosfito, la cual tenía un equipo químico con un excepcional nivel de conocimiento. Juntos rápidamente desarrollamos formulaciones foliares de fosfitos acompañados de los cationes Ni, Mn, Zn, Cu y Mg. Estos productos se probaron en los frutales cítricos y en los cafetales, con resultados impresionantes. De la misma forma, se realizaron pruebas con soja y maíz.

Esta actividad fue desarrollada para 2015, período de gran aprendizaje, con muchas pruebas de campo y visitas a los cultivos donde estos productos fueron aplicados.

Lo que más me sorprendió fue constatar que, en general, tanto los cultivos de soja RR, como las convencionales, están con un sistema radicular atrofiado, muy dañado. Mi estimación (grosera) es que, actualmente, sólo el 30% de los cultivos de soja RR tienen raíces sanas, vigorosas y profundas.

¿Qué estaría perjudicando el desarrollo radicular de los cultivos?
La respuesta más probable sería la compactación del suelo. Sin embargo, creo más en las causas químicas que impiden el enraizamiento: deficiencia de boro, toxicidad de aluminio y toxicidad de glifosato, pues todas ellas llevan a la menor síntesis de AIA - hormona fundamental para el crecimiento de raíces. Los papeles del B y del Al en la síntesis de EIA ya se explicaron en los tópicos respectivos. En cuanto al glifosato, mi hipótesis sería que el níquel actúa como catalizador en la síntesis de EIA a partir del triptófano formado por la vía del ácido chiquímico (Figura 6) y así su alta reactividad con el glifosato (Tabla 1) podría causar su deficiencia.

Figura 6. Efecto del glifosato y de los micronutrientes en la ruta del ácido chiquímico, con reflejos en el crecimiento de raíces y brotaciones nuevas y en la defensa de la planta contra plagas y enfermedades (Fuente: Adaptada de Graham, R.D. & Webb, M.J.(Ed.) Micronutrients in Agriculture, SSSAP (1991)

Por lo tanto, el crecimiento exuberante observado por Bruce Wood en pecón, así como por mí en café, cítricos, soja y algodón, podría ser explicado por la mayor producción de EIA, resultante de la fertilización foliar con Ni. También llamo atención al cobre, el segundo nutriente que presenta más probabilidades de ser complejo por el glifosato, pues su deficiencia puede comprometer la resistencia de la planta contra enfermedades.

Tabla 1. Constantes de estabilidad (logK) del glifosato y del EDTA con iones metálicos.

En 2013, en el 17o Coloquio Internacional de Nutrición de Plantas en Estambul, tuve la prueba definitiva de que el glifosato puede causar deficiencia de níquel en las plantas. 

En trabajo desarrollado por el equipo del Profesor Ismail Cakmak, de la Universidad Sabanci, Turquía (J. Agric. Food Chem. 2013, 61, 8364−8372) Plántulas de trigo (no RR) recibieron dosis equivalentes al 0,5% y 1,0% de la dosis letal de glifosato, acompañadas o no de la aplicación foliar de níquel. Se observó que el efecto negativo del glifosato sobre el desarrollo de las plantas de trigo disminuyó con la aplicación de Ni foliar (Figura 7)

Figura 7. Efecto del níquel en el crecimiento de trigo, en tratamientos con y sin pulverización de dosis no letales de glifosato, (0,5% y 1,0% de la dosis recomendada de glifosato en la desecación).

Posteriormente, las semillas cosechadas en el experimento fueron sometidas a la prueba de germinación y vigor,que muestra que el efecto del glifosato permaneció en las mismas, acarreando menor porcentaje de germinación y menor altura de las plantas de semillero, cuando comparadas al tratamiento sin glifosatoEn la Tabla 2 se observa que las semillas originadas de plantas que fueron sometidas a la aplicación de glifosato acompañada de la aplicación foliar de níquel presentaron respuestas casi similares a las del testigo.

Creo que esta información es de gran importancia para los productores de semillas de soja, considerando que el níquel es más exigido por las leguminosas que por las gramíneas, como se muestra en la Tabla 3. Esto también se aplica al nutriente molibdeno.

Tabla 2. Efecto del níquel en la germinación y vigor de semillas de trigo originadas de plantas con y sin contaminación de glifosato.

Tabla 3. Contenidos de micronutrientes en la parte vegetativa y en las semillas de altramuz (tremoço) y centeno..

La aplicación foliar de productos a base de fosfitos con Ni, Mn, Zn y Cu en el cultivo de la soja, se mostró efectiva en la disminución de la incidencia de raíces mal formadas, en comparación con el tratamiento sin la aplicación de estos productos (Figura 8). Este resultado positivo fue debido principalmente al Ni, pues los otros micronutrientes eran normalmente utilizados.

Figura 8. Efecto de tratamiento foliar con fosfitos de Ni, Mn, Zn y Mg en el desarrollo de raíces de soja.  Crédito da foto: Tsuioshi Yamada.

FUNCIONES DEL NÍQUEL EN LAS PLANTAS
El principal papel del níquel en las plantas es el de catalizador de muchas enzimas, como: ureasa, superóxido dismutasa, [NiFe] hidrogenasas, metil coenzima M reductasa, monóxido de carbono dehidrogenasa y acetil coenzima La síntesis. Además, muchas proteínas y péptidos (cerca de 500) están unidas al Ni. El Ni afecta la actividad de enzimas críticas en rutas bioquímicas fundamentales de la planta, como el ciclo de C y N y también de los metabolitos secundarios, con reflejo positivo en el mecanismo de defensa de las plantas contra enfermedades (Fonte: Wood, B., 2007. O níquel tem fundamental importância na nutrição mineral e na defesa das plantas contra doenças. Informações Agronômicas n°. 119).

RESPUESTAS DE LAS PLANTAS AL NÍQUEL
En Brasil, creo que fue Orlando Carlos Martins (información personal), en 2006, quien primero probó el efecto del níquel en la producción y calidad de las semillas de soja. Se obtuvo una respuesta consistente de la soja a la dosis de 250 g ha-1 de sulfato de níquel, o 50 g ha-1 del elemento Ni, con un aumento medio de 6,2 sc ha-1 en la productividad de la soja (Tabla 4).

Tabla 4. Efecto de las dosis de sulfato de níquel en la productividad de la soja (Orlando Carlos Martins, comunicação pessoal, 2006).

Orlando comentó que "no logró entender la razón del aumento de productividad obtenido con la dosis de 250 g ha-1 de sulfato de níquel, pues había hecho una pulverización previa con una dosis de níquel en todas las parcelas, incluso en el testigo, para asegurar nutrición adecuada. Descartó, así, la hipótesis del níquel estar actuando como micronutriente. En el caso de la soja, el aumento de la productividad en la soja podría estar relacionado con el mayor control del óxido, ya que, aunque se han hecho pulverizaciones con fungicidas específicas para el control del óxido, este control generalmente no es total, reducción de productividad, principalmente porque las hojas del tercio inferior de la planta no reciben la dosis suficiente de fungicida para un control efectivo. De ahí surgió la siguiente cuestión: ¿el níquel podría estar actuando también sobre el óxido de la soja, como ya constatado en la cultura del trigo, y, con ello, reduciendo las pérdidas de productividad de soja? Al final, un aumento medio de productividad de 6,2 sc ha-1, como verificado en el ensayo, es bastante expresivo "

Podemos afirmar que el investigador tenía razón, como demuestran los trabajos de  Bruce Wood, da USDA, Byron-GA, e de Tiago Tezotto, da UNIFEOB, São João da Boa Vista, SP.

Otra información importante, en el trabajo de Orlando Carlos Martins, fue el efecto de la aplicación foliar de Ni en el contenido de Ni de la semilla (Tabla 5). Se observa que el contenido de Ni en las semillas aumentó en 10 veces, de 0,3 ppm en el testigo a 3,2 ppm en la dosis de 250 g ha-1 de sulfato de níquel. La concentración de Ni en las semillas no fue afectada con las otras dosis probadas de Ni. 

Tabla 5. Efectos de dosis de sulfato de níquel en el contenido de Ni en la semilla de soja. (Orlando Carlos Martins, 2006. Informação pessoal).

Creo que el contenido de Ni en la semilla, cerca de 3 ppm, es el gran diferencial de las empresas llamadas "de marca", en relación a las demás empresas, porque el Ni puede mejorar la germinación y el vigor de la semilla, dispensando así el replantamiento del cultivo. Este contenido es del mismo orden de grandeza que la de otra leguminosa, el altramuz, como se ve en la Tabla 3. 

En Lavres et al., 2006 (Frontiers in Environmental Science, volume 4, artigo 37) se concluye que el suministro de Ni a través de semillas es una estrategia viable, ya que este elemento puede aplicarse junto con el Co y el Mo, todos asociados en el proceso de la fijación biológica de nitrógeno (FBN). La dosis de 45 mg de Ni por kilogramo de semilla aumentó la FBN en un 12%, la producción de granos en un 84% y la producción de masa seca de la parte aérea en el 51%.

RECOMENDACIÓN DE LA DOSIS DE NÍQUEL

No existe todavía, en Brasil, una recomendación oficial para el suministro de níquel para los cultivos. En la práctica, las dosis más adoptadas en el cultivo de la soja son: (a) para el tratamiento de semillas: 2 a 3 g de Ni en 50-60 kg de semillas; (b) para aplicación foliar: 10 a 50 g ha-1 de Ni.
 

CONCLUSIÓN
En esta serie de artículos, apunté el mal desarrollo o atrofia de las raíces como la principal causa que afecta el rendimiento del cultivo de la soja. Como ocurre de manera generalizada, la denominé de Síndrome de las Raíces Atrofiadas. Como hipótesis, considero tres posibles causas de tal problema: toxicidad de aluminio, deficiencia de boro y toxicidad de glifosato. En la Figura 9 sobre posibles causas y sugerencias presentes para la corrección de este síndrome

(1) calado para reducir la saturación por aluminio a menos del 5% y aumentar el contenido de Mg a más de 8  mmolc.dm-3 hasta 100 cm de profundidad; 
(2) elevar el nivel de B a 0,5 ppm en el perfil del suelo, hasta 100 cm de profundidad;

(3). promover la alta productividad de maíz y de gramíneas de cobertura;
(4). aplicar Ni en el tratamiento de semillas y también vía foliar;
(5). aguardar al menos 30 días entre la desecación con glifosato y la siembra de los cultivos y
(6). inocular el suelo con Trichoderma y Bacillus subtilis, pues hay relatos en la literatura que el glifosato afecta también a la microbiota del suelo.

Figura 9. Tres posibles causas químicas del síndrome de las raíces atrofiadas y sugerencias para su corrección.

Finalizando, sugiero a los consultores ya los productores que recolecten al azar 100 plantas en un lote de la propiedad y calcule el índice de plantas con raíces atrofiadas o IRA%. No quedaría sorprendido si también encuentran más del 70% de plantas con raíces atrofiadas. Creo que las sugerencias anteriores pueden ayudar mucho a mitigar este problema.

Síndrome de las raíces atrofiadas III. Toxidez de glifosato
Síndrome de las raíces atrofiadas II. Deficiencia de boro
Síndrome de las raíces atrofiadas I. Toxicidad del aluminio
 
Autor/es
Egresó de Escuela Superior de Agricultura 'Luiz de Queiroz'. MSc. (1981) y Ph.D. (1989) en Suelos y Nutrición de Plantas en la misma escuela. Estudió fertilidad de suelo y nutrición de plantas en Japón (Kyoto Prefectural University) y en Curso Internacional de Hortalizas en Holanda (International Agricultural Centre). Colaboró con los Dres. Römheld (Hohenheim University, Alemania) y Cakmak (Sabanci University, Turquía), discípulos del legendario Dr. Marschner. Director en Brasil (1977-2007) de lo que hoy es International Plant Nutrition Institute (IPNI). En 2008, creó su consultora AgriNatura
 
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