La naturaleza es una generosa fuente de ácidos grasos. Las plantas de girasol, la palma, la soya y los geranios, así como buena parte del reino animal, producen las biomoléculas de naturaleza lipídica que los conforman y que son claves para la alimentación de diversos seres vivos, incluyendo a los humanos. Su presencia es tan extendida que también puede encontrarse ácido graso en el mismo suelo, desde donde se nutren pequeños organismos.

Ahora, además de la alimentación, los cafeteros de Colombia están encontrando un uso innovador para el ácido graso: aplicarlo en altas concentraciones con el fin de combatir agresivamente las malezas que afectan a sus cultivos. Se trata de una alternativa biológica para el control de estas invasiones y que, a diferencia de los tradicionales herbicidas químicos como el glifosato, el Paraquat o el glufosinato, se descompone en el medio ambiente sin dejar residuos tóxicos.

“Aplicar ácidos grasos en concentraciones altas provoca un efecto desecante sobre las plantas, lo que sirve para el control de malezas, pero también tiene la bondad de que, al ser una sustancia común del ecosistema, el producto se degrada rápidamente y es rápidamente biodegradable”, dice el colombiano Carlos Guzmán, CEO de Emery Oleochemicals para Latinoamérica y el Caribe, cuya filial Agro Green, produce soluciones sostenibles para la agricultura. “El uso de ácidos grasos en los campos, desde el punto de vista de inocuidad, encaja perfectamente en la producción agrícola”.

Su compañía, la primera en registraren 2020 un bioherbicida en Colombia y en América Latina, ha apuntado a los cafetales colombianos para iniciar la comercialización del Emerion 7700. Este es un bioherbicida desecante de contacto, que se puede utilizar solo o en mezcla con herbicidas químicos convencionales cuando se quiera reducir la carga química y tener un efecto sinérgico. El producto, basado en ácido pelargónico, ya se está usando en 250 fincas cafeteras, que se distribuyen en Antioquia, Eje Cafetero, Huila, Tolima y Nariño.

Con esta iniciativa, los cafetales colombianos se convirtieron en protagonistas de la primera experiencia extensa en la utilización de herbicidas de origen biológico en América Latina. Ayudan, así, a impulsar una categoría que ha demorado su desarrollo a nivel global. Si bien las soluciones biológicas para combatir insectos, hongos y nematodos incursionan en los campos del mundo y de la región desde hace años, existen pocos registros a nivel global de productos biológicos que puedan eliminar las hierbas invasoras de los huertos.

Es el caso de Brasil, por ejemplo. El gigante sudamericano, uno de los países en donde más crece el uso de biológicos en el mundo, supera los 50 millones de hectáreas de cultivos tratados con ellos, en buena parte usando alguno de los 567 biocontroladores registrados dentro de sus fronteras. No obstante, “hoy no tenemos bioherbicidas en Brasil”, señala Wagner Bettiol, investigador especializado en biocontrol de Embrapa, la organización brasileña dedicada a los estudios agrícolas. “Hay compañías desarrollando productos; la previsión es que lleguen entre dos y cinco años, pero no hay nada disponible ahora”.

En Chile, otro de los mercados agrícolas donde hay un avanzado uso de biológicos, solo tiene experiencias muy iniciales, a partir de un producto que distribuye la firma Anasac.

La firma de investigación de mercados DunhamTrimmer estima que el mercado global de los bioherbicidas llegó a unos míseros US$ 61 millones en 2022, los que crecerán hasta los US$ 112 millones en 2025. Es apenas el 1% del total de biocontroladores. Esto se compara con los bioinsecticidas que sumarían US$ 5.480 millones; las biofungicidas, US$ 4.600 millones, y los bionematicidas, US$ 609 millones.

En América Latina, el gasto en bioherbicidas habría llegado a solo US$ 8 millones en 2022 y podrían sumar US$ 13 millones en 2025. Es incluso menos del 1% que tiene a escala global.

Se trata de un área que requiere urgente desarrollo, no solo por los motivos ambientales y la necesidad de reducir residuos químicos que está restringiendo el uso de herbicidas convencionales como glifosato o Paraquat. También porque las malezas son cada vez más resistentes a las fórmulas de siempre. “Las malas hierbas han desarrollado resistencia a 21 de los 31 lugares de acción conocidos de los herbicidas y a 165 herbicidas diferentes”, señala Pam Marrone, la destacada científica estadounidense especializada en el desarrollo de biológicos agrícolas y fundadora de la firma Marrone Bio Innovations (actualmente Profarm Group). En un paper en que abordó el tema de las perspectivas de los bioherbicidas, señala que “se han registrado malas hierbas resistentes a agroquímicos en 98 cultivos de 72 países”.

El impacto potencial de los bioherbicidas es muy alto, considerando que el 40% del mercado de los controladores sintéticos son herbicidas y que, en los últimos 30 años, no se ha comercializado ningún herbicida con nuevos mecanismos de acción significativos, agrega Marrone.

Si bien, los bioherbicidas basados en ácidos grasos son los que tienen más disponibilidad en el mercado, hay un pequeño grupo de innovadores globales que busca otras soluciones biológicas. La mayor parte apunta a desarrollos basados en metabolitos microbianos, incluidos péptidos, degradadores de proteínas y ácido ribonucleico de interferencia (ARNi, que suprime la expresión de genes específicos). “Son las áreas más interesantes y prometedoras”, dice Marrone, basándose en su mayor potencial de persistencia y eficacia que los microorganismos vivos. “Algunos de ellos pueden tener un largo y arduo camino normativo si se consideran como plaguicidas químicos sintéticos. Otros, como el ARNi, parecen tener un proceso regulador favorable debido a su especificidad”.

La experiencia en Chile

La razón de Emery Oleochemicals para escoger los cafetales colombianos como punto de partida se explica por las nuevas regulaciones globales exigidas a este grano que se diluye en tazas de consumidores de todo el mundo. Colombia exporta unos US$ 3.000 millones de café al año. Un tercio va a Europa, mercado que ha puesto en marcha una serie de normativas para disminuir el uso de químicos en los alimentos consumidos en ese continente.

El Emerion 7700, como buena parte de las soluciones de herbicidas basadas en ácidos grasos que empiezan a estar disponibles en América Latina, se basa en ácido pelargónico, también llamado ácido nonanoico, una sustancia orgánica compuesta por nueve átomos de carbono.

Un ácido graso obtenido del aceite de palma es también el compuesto que utiliza Suppress EC, bioherbicida fabricado por la californiana Westbridge y que la chilena Anasac busca distribuir en varios mercados de América Latina. El producto fue lanzado en el mercado de Chile a mediados de febrero. “Ha tenido una buena recepción”, dice la ingeniera agrónoma Mónica Reveco, responsable de productos nuevos y biorracionales en Anasac. “Ha sido estudiado durante cinco años, con pruebas en campos de vocación orgánica: viñedos, arándanos, manzanas y avellanos europeos. Han sido más de 50 clientes”.

Una de las características que ha llamado la atención, agrega la entrevistada, es la rapidez de su efecto: “Al cabo de 24 horas ya se nota la acción de control que es ver las plantas invasoras muertas”, dice Reveco. “Puede aplicarse incluso antes de la cosecha, pues tiene carencia de cero días. Cuando cae al suelo, se transforma en alimento para microorganismos”.

El ácido graso logra penetrar la cutícula y las membranas celulares de la maleza, disminuyendo el pH interno de sus células, lo que, a los pocos segundos, causa la disfunción de la célula de la membrana. Durante los siguientes minutos, disminuyen las reservas de ATP celular y glucosa-6-fosfato, lo cual conlleva una alteración de la membrana que conduce a una fuga celular, colapso y desecación del tejido.

Los herbicidas de ácidos grasos son extremadamente rápidos y no selectivos, por lo que “queman” todos los tejidos verdes. Su efectividad está relacionada con la temperatura, pero en todas las condiciones, excepto en las más frías, las plantas tratadas comienzan a mostrar el daño a los 15-60 minutos y empiezan a colapsar dentro de 1-3 horas posteriores a la aplicación.

No obstante, no es sistémico ni afecta los tejidos leñosos. Si bien es activo contra musgos y otras criptógamas (vegetales sin semillas), no tiene actividad en el suelo. Puede eliminar por completo muchas malas hierbas anuales, mientras que las más grandes, como las gramíneas y las plantas leñosas, consiguen volver a crecer.

Los desafíos de aplicación

Una de las complejidades para comercializar bioherbicidas en América Latina es el complejo proceso de registro. En Colombia, el proceso tardó casi cuatro años, concluyendo en 2020. “Registrar un biológico es más difícil que registrar un agroquímico en Colombia, pero la tendencia debe ser a que ocurra lo opuesto”, dice Carlos Guzmán.

Una de las empresas cafetaleras que lo usa es Finca Portugal, ubicada en el municipio de Santa Bárbara, en Antioquia, la cual cuenta con cuatro sellos que certifican la sostenibilidad del proceso de producción para exportar.

Sus tierras están situadas a 1.750 metros sobre el nivel del mar, lo que evita que haya una alta proliferación de plagas, y, por ende, requiere muy pocos pesticidas. La broca (Hypothenemus hampei), la plaga de café más importante del mundo, no es un problema mayor debido al cultivo de especies resistentes y a la recolección manual durante todo el año, además del uso de hongos como Beauveria y Trichoderma junto a otras herramientas de control biológico.

Sin embargo, ante la presencia de arvenses y diversas “malas hierbas”, los responsables de la inca sumaron el ácido pelargónico de forma selectiva para su control, teniendo en cuenta que el producto es de alta dosificación y agresividad. Lo aplicaron para eliminar ciperáceas, venadillo (Conyza bonariensis) y gramíneas.

El resultado fue efectivo, aunque, quizás por el invierno, pudieron notar que hubo rebrote entre los 20 y 30 días después de aplicar el ácido pelargónico; menos tiempo que el que se logra tras aplicar glifosato.

Aun así, para los productores de esta finca se trata de una buena opción dada la ausencia de otros herbicidas biológicos. A pesar del mayor costo, puede ser posible incorporarlo en un manejo integrado si se tiene conocimiento pleno del funcionamiento del producto y se maneja con criterio.

Así lo ven también en Agrocafé, empresa representante de las cooperativas de la Federación Nacional de Cafeteros, empeñada en impulsar la transición hacia nuevas tecnologías sostenibles, incluyendo la aplicación de ácidos grasos.

“Si bien no es tan barato como el glifosato, llegará el momento en que se deberá utilizar por razones obvias de competitividad y posicionamiento del café de Colombia”, dice César Cadavid, gerente general de Agrocafé. “Es una tendencia mundial en la que Colombia no puede quedarse atrás”.

Gracias a su modo de acción diferente, el bioherbicida mostró efectividad en el control de malezas con resistencia a herbicidas químicos tradicionales, como el venadillo ante el glifosato.

Para los campos, la aplicación de la solución disponible necesita un manejo técnico similar al de los convencionales. “Como la mayoría de los herbicidas de contacto, requiere de buena luminosidad, suelo a capacidad de campo, y el manejo del agua y su pH, que debe ser de 4,5 a 5”, dice Guzmán, de Emery Oleochemicals. “Hay que especificar igualmente que como herbicida de contacto preferiblemente no se recomienda su uso en malezas de más de 15 centímetros, lo que exige que el agricultor también tenga otra mentalidad en el manejo de la maleza y sea consciente de que en ese caso mejor hay que guadañar o buscar otra alternativa”.

Los emprendimientos que buscan resolver su problema de malas hierbas

Pam Marrone tiene claro que los bioherbicidas pueden ser un área para crear mucho valor. Ella ya lo vio con MarroneBio, la reconocida empresa de formulaciones de biocontrol que creó en 2006 y que en 2022 fue vendida por US$ 243 millones a la argentina Bioceres. “Públicamente, Bioceres ha declarado que gran parte del atractivo de la adquisición de Marrone Bio fue la cartera de bioherbicidas”, escribe Marrone en un completo paper sobre las perspectivas de los bioherbicidas en el mundo.

En él señala que para las grandes compañías es más fácil que la etapa de investigación y desarrollo de herbicidas sea ejecutado por pequeñas startups las que luego pueden ser incorporadas por las grandes empresas del rubro.

No obstante, agrega que los bioherbicidas tienen una situación particular en el rubro biológico: “Miles de millones de dólares de capital de inversión en nuevas empresas innovadoras, pero solo un pequeño número se centra en el descubrimiento y desarrollo de bioherbicidas, debido a la percepción de un mayor riesgo que la biotecnología vegetal, los bioestimulantes, los bionutrientes y otras categorías de biopesticidas”, indica. “Sin embargo, las innovaciones que están desarrollando estas empresas emergentes, como el ARNi, el polen estéril y los metabolitos sistémicos, tienen potencial para influir en el mercado dentro de 10 años“.

Marrone, destaca los avances de 11 empresas globales en el área de bioherbicidas, que debieran generar resultados en el mediano plazo.

Son los siguientes:

Micropep

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Desarrolla micropéptidos, moléculas cortas de 10-20 aminoácidos que estimulan la producción de pequeños fragmentos de ARN llamados microARN. Los microARN interactúan con los ARN mensajeros correspondientes, o sea las moléculas que contienen las instrucciones para unir los aminoácidos en proteínas. Los microARN se unen a los ARN mensajeros complementarios, reduciendo –o silenciando– la producción de las proteínas que forman. Las plantas utilizan los micropéptidos y los microARN para disminuir la producción de determinadas proteínas en respuesta a condiciones ambientales cambiantes. Micropep espera dar vuelta este proceso natural inundando las malas hierbas con micropéptidos y deteniendo por completo su crecimiento.

Oerth Bio

https://www.oerthbio.com

Utiliza la “degradación de proteínas” para fabricar productos fitosanitarios eficaces y no sintéticos. Un degradador de proteínas usa pequeñas moléculas para redirigir los recursos celulares con el fin de destruir proteínas específicas capaces de activar o desactivar puntos de acceso concretos o la producción de compuestos específicos, que pueden diseñarse para dirigirlos a malas hierbas o patógenos fúngicos. Lo que distingue a esta tecnología degradadora del ARNi es el espectro más amplio abarcable con degradadores de proteínas. Con el ARNi, el producto suele apuntar a una plaga específica, mientras que los degradadores de proteínas podrían dirigirse a una proteína común en muchas especies de malas hierbas objetivo sin dañar al cultivo o a los mamíferos ni otros organismos no objetivo. Será interesante ver cuándo saldrán al mercado los productos comerciales de esta tecnología.

Profarm Group, anteriormente Marrone Bio Innovations

Pro Farm Group – Formerly Marrone Bio Innovations | Biological Crop Protection Solutions

La firma se basa en el análisis de sobrenadantes microbianos para encontrar metabolitos herbicidas, lo que produce muchos descubrimientos posibles. En base a lo anterior, la firma desarrolla tres nuevos bioherbicidas. Uno es la sarmentina, herbicida de quema encontrado originalmente a partir de un extracto de pimienta larga china. El segundo es thaxtomin, a partir de Streptomyces ascidoscabies. En 2022, Marrone Bio anunció que había obtenido la licencia de un nuevo mutante de Novozymes que producía un mayor nivel de thaxtomin en la fermentación. Esto permite al producto ser más competitivo con los de origen químico, y la empresa trabaja activamente para llevar la cepa mejorada al mercado. El tercero se basa en una bacteria, Burkholderia rinojensis, que genera compuestos insecticidas, nematicidas y herbicidas. Los compuestos herbicidas son sistémicos, bastante potentes y muy eficaces contra malezas como la palmera amaranto (bledo).

Harpe Bio

Home

Está aprovechando mezclas de extractos vegetales novedosos con el objetivo de proporcionar una protección natural superior a los cultivos. La serie de extractos vegetales sirve de plataforma que puede ajustarse para adaptarse a distintos escenarios de control de malas hierbas. Su “novedosa cartera de herbicidas biológicos naturales derivados de una serie de extractos de plantas presenta nuevos sitios y modos de acción”. “Es la primera empresa del mercado que se dirige tanto a la agricultura ecológica como a la industrial”.

Pluton Biosciences

https://www.plutonbio.com

Está descubriendo y probando microrganismos que antes no se podían cultivar, lo que hace que el descubrimiento de nuevas especies sea más viable desde el punto de vista comercial. Disponen de un “Micromining™ Innovation Engine”, que permite al equipo descubrir microbios en meses, no años, con una fracción del personal empleado por otros laboratorios. Los herbicidas son uno de los principales objetivos de la empresa.

Biotelliga

https://www.biotelliga.com

Es una compañía neozelandesa de biopesticidas que se dedica a descubrir hongos endófitos y a desarrollar sus metabolitos hasta alcanzar niveles comercialmente viables. Aunque tienen un fungicida y un insecticida en fase de desarrollo más avanzada, su plataforma también está diseñada para encontrar candidatos a herbicidas: ya cuentan con algunos descubrimientos en fase inicial.

Evologic Technologies

https://www.evologic-technologies.com

Ha obtenido la licencia de una cepa del hongo Phoma macrostoma descubierta por Agriculture and Agri-Food Canada a partir de cardos marinos (Sonchus oleraceus L.) enfermos. Al igual que el producto thaxtomin de Profarm Group, está registrado en EE.UU. y Canadá, pero el coste de fabricación ha dado lugar a un lento proceso de comercialización. Evologic dispone de una plataforma superior de fermentación fúngica con el objetivo de producir este bioherbicida a un coste mucho menor y desarrollar una formulación superior que mejore la eficacia, la estabilidad y la consistencia. Esperan volver a presentar la solicitud a la EPA y a la PMRA (Canadá) en aproximadamente un año.

WeedOUT

https://www.weedout-ibs.com

Tiene una estrategia única de desarrollo de bioherbicidas en base a polen estéril: “explotar la esterilidad para ganar la batalla a las malezas resistentes” a los herbicidas químicos. El polen de WeedOUT compite exitosamente con el de la maleza natural y fertiliza el óvulo de la maleza, lo que conduce a la formación de semillas abortadas. Esta novedosa tecnología emplea polen exclusivo y patentado, que se aplica artificialmente durante el periodo de floración de las malas hierbas para evitar la generación de semillas viables de malezas resistentes. Imita el mecanismo de reproducción natural de las plantas, por lo que ofrece una solución duradera con muy pocas posibilidades de desarrollo de resistencia. Está diseñado para atacar únicamente a la mala hierba y no al cultivo, y puede prolongar el uso de los actuales herbicidas de los programas integrados de control. Su primer producto está dirigido contra la palmera amaranto, clasificada como la maleza más problemática en EE.UU. según encuestas publicadas en 2016, 2017 y 2019 (Weed Science Society of America).

The Toothpick Project

https://www.toothpickproject.org

Los investigadores y fundadores de esta empresa desplegaron una cepa específica de Fusarium oxysporum (‘Foxy’) para controlar la problemática striga o mala hierba bruja en África. La estrategia consiste en buscar excretores de aminoácidos que produzcan aminoácidos fitotóxicos para esa planta. Por ejemplo, buscaron excretores de valina, leucina y tirosina, enmendando el medio de cultivo con estos aminoácidos para encontrar y seleccionar cepas que crecieran rápidamente y eliminaran eficazmente las malezas. ¿Por qué tuvieron éxito con este método y otros no? Seleccionaron una cepa muy productora de aminoácidos, resistente al captan, fungicida utilizado habitualmente en el maíz. También utilizaron microconidias en lugar de clamidosporas y pudieron producir un mayor número de unidades formadoras de colonias, lo que favoreció un menor costo unitario. La empresa está creando una unidad en Estados Unidos para aplicar este método de detección de Fusarium a otras malas hierbas importantes.

Bioprodex

https://www.sbir.gov/node/1190173

El ingrediente activo de SolviNix®LC es de origen natural, corresponde a la cepa U2 del virus del mosaico verde del tabaco, descubierto por investigadores del Departamento de Patología Vegetal del Instituto de Ciencias Alimentarias y Agrícolas de la Universidad de Florida (UF-IFAS), en Gainesville. BioProdex obtuvo la licencia de esta tecnología de la Fundación de Investigación de dicha universidad y desarrolló un proceso industrial para producir el virus en masa. SolviNix®LC fue registrado por la EPA en diciembre de 2014 por BioProdex, Inc para el control de la manzana tropical o tutía de víbora, Solanum viarum (Dunal), una planta designada como nociva por el gobierno federal de EE.UU. en pastizales y áreas de conservación en el sureste de ese país, y perjudicial en Australia, Brasil además de varias otras naciones.

Biohelp

https://www.ailantex.com/index_en.php

De Viena (Austria), vende Ailantex®, Verticillium nonalfalfae, para controlar el Ailanthus altissima (árbol del cielo), basándose en ocho años de investigación de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida de Viena. El Ailanthus se introdujo para controlar especies exóticas invasoras procedentes de China. Crece por todas partes, arruinando carreteras y cimientos, sustituye a la flora autóctona y provoca reacciones alérgicas. Verticillium nonalfalfae se aisló a partir de esporas de árboles de Ailanthus moribundos. El hongo, muy específico de este árbol, le causa marchitez y muerte. Andermatt lo vendió comercialmente en Francia con un permiso de utilización de emergencia. El producto está listo para su uso (1-3 ml por árbol) y es producido en fermentación por Evologics, también en Viena. Tras la infección, las esporas fúngicas de Verticillium nonalfalfae se distribuyen en la corriente de savia. Las esporas germinadas forman a su vez agregaciones locales de micelio, que liberan enzimas y toxinas en el tejido de transporte de agua. Esto provoca el marchitamiento y la posterior descomposición de las plantas. Los primeros síntomas pueden aparecer entre 4 y 6 semanas después de la inoculación si se aplica pronto, en condiciones favorables. Se está desarrollando para el mercado estadounidense.