Els herbicides molt utilitzats lluiten per matar algunes males herbes. Alguns experts pensen que la calor podria ser part del problema.
VOLTANT 10 ANYS, a la calor ferotge de l’estiu de Kansas, moltes de les nocives herbes de kochia que envaeixen els camps de recerca de Phillip Stahlman simplement no es mourien si s’aspergeix amb una barreja de dos herbicides àmpliament utilitzats, el glifosat i la dicamba. Només uns mesos abans, en un clima més fresc de la primavera, la barreja d'herbicides havia provocat fàcilment que les petites i fines fulles de la mala herba s'enrotllessin i es tornessin marrons, cosa que va indicar la desaparició de la planta.
Ara Stahlman es va enfonsar a la mala herba. Stahlman, aleshores científic de males herbes de la Universitat Estatal de Kansas, mai no havia trobat aquest problema amb els herbicides abans. Inicialment va suposar que havia aplicat els productes agroquímics de manera incorrecta. Però any rere any va passar el mateix. Stahlman sabia que alguna cosa passava. Va vigilar de prop les males herbes dels seus camps. També va parlar amb agricultors locals que van informar de veure problemes similars. “La llum no es va encendre durant un temps fins que el problema no va tornar a aparèixer. Va ser com muntar un trencaclosques ”, diu Stahlman.
Finalment, Stahlman, que ja s’ha retirat, va decidir que probablement el problema era la temperatura: alguna cosa relacionada amb la polvorització a calor alt feia que els herbicides fossin menys efectius.
Stahlman no està sol a fer aquesta observació. Avui en dia, cada vegada hi ha més evidències que suggereixen que les temperatures d’uns 90 graus Fahrenheit o més poden fer que algunes males herbes resistents a herbicides siguin encara més resistents i que altres males herbes siguin menys sensibles a certs productes químics.
Alguns agricultors diuen que saben que les altes temperatures poden embolicar-se amb alguns herbicides, de manera que intenten evitar ruixar a la calor del dia. "Una bona regla general és que sigui de 85 a 90 graus Fahrenheit, no esprai", diu Curt Gottschalk, gerent de granja a Hays, Kansas.
No tots els experts coincideixen que aquest patró, demostrat en gran mesura en experiments de laboratori, suposa un problema per als agricultors. I alguns herbicides semblen funcionar encara millor a altes temperatures. Però si la calor augmenta la resistència de moltes males herbes a herbicides importants, les implicacions podrien ser importants. Si no es controla, les males herbes poden devastar les collites i els ingressos: si els agricultors no fessin cap esforç per controlar les males herbes, podrien acabar amb la meitat de la producció de blat de moro i soja als Estats Units i al Canadà, segons la Weed Science Society of America, una societat sense ànim de lucre de científics acadèmics i de la indústria. La pèrdua podria costar als agricultors uns 43 milions de dòlars anuals.
Els agricultors ja estan lluitant contra les epidèmies de males herbes que han desenvolupat resistència genètica a múltiples herbicides, inclosos el glifosat i la dicamba. Stahlman i altres investigadors de males herbes argumenten que la temperatura podria ser un segon factor ignorat que reforça les defenses de les males herbes contra els herbicides. Tot i que la majoria dels agricultors ara entenen que la temperatura afecta els herbicides, per als ulls no entrenats podria semblar la resistència a l'herbicida, diu Stahlman.
Aquests investigadors també temen que el problema pugui empitjorar en el futur a mesura que el canvi climàtic augmenti les temperatures i els esdeveniments meteorològics extrems, incloses les onades de calor, siguin més freqüents.
"Ja sabem que la resistència a herbicides és el problema més problemàtic en el control químic de les males herbes", va escriure Maor Matzrafi, un científic de males herbes de l'Organització Nacional d'Investigacions Agràries d'Israel, en un correu electrònic a Undark. "Potser la sensibilitat reduïda a causa del canvi climàtic sigui la següent".
AGRICULTORS ACOSTUMATS A confieu menys en els herbicides, en lloc de controlar les males herbes mitjançant mètodes laboriosos, com ara la labora i l'eliminació manual. Però, a partir de mitjans dels anys noranta, les empreses biotecnològiques van començar a estrenar cultius modificats genèticament que eren resistents a herbicides potents i comuns. Les noves llavors van permetre als agricultors ruixar liberalment els seus camps amb productes agroquímics per matar males herbes mentre el seu cultiu transgènic prosperava. La tecnologia va fer innecessària la majoria de les desherbes manuals i l’ús d’herbicides va augmentar a nivell mundial. Però les males herbes van evolucionar com a resposta i van sorgir varietats resistents als herbicides. Això ha engegat una nova batalla entre agricultors i males herbes, amb els agricultors que cada vegada utilitzen combinacions de productes químics, així com dosis addicionals, per intentar eliminar les males herbes.
Després de l’experiència de Stahlman amb les males herbes kochia, va començar a examinar si la temperatura podia afectar el rendiment dels herbicides més del que es coneixia àmpliament. (Stahlman, com molts científics acadèmics de males herbes, ha rebut finançament de la investigació de companyies agroquímiques en el passat).
Per desxifrar com la calor ajuda les males herbes a evitar els herbicides, Stahlman es va associar amb les companyes de KSU, Mithila Jugulam, fisiòloga de les males herbes i Junjun Ou, assistent d'investigació. L’equip va conrear plantules de poblacions de kochia originàries de Kansas, en cambres mantingudes a temperatures que oscil·laven entre els 63.5 i els 90.5 graus Fahrenheit, representatius de la calor diürna de l’estat de primavera i estiu. La temperatura de les cambres baixava cada 12 hores per imitar les nits més fresques. Quan les plàntules van assolir els 4 centímetres d’alçada, els investigadors van dosificar algunes amb glifosat i altres amb dicamba. A intervals setmanals, l'equip examinava les males herbes per detectar signes de lesions. Al cap d’un mes, van tallar les males herbes i les van assecar i pesar.
L’equip va trobar que, a altes temperatures, necessitaven més del doble de glifosat i dicamba per controlar les males herbes. Ells publicat els seus resultats el 2016.
Per entendre per què la calor reduïa la sensibilitat, els investigadors van rastrejar els camins dels herbicides a través de les males herbes mitjançant versions lleugerament radioactives de glifosat i dicamba. El primer fabricat anteriorment per Monsanto i el segon produït per BASF Corp. (BASF Corp. va proporcionar un ajut per a estudiants de postgrau a Ou per a un projecte diferent).
L’equip va trobar que les fulles absorbien menys glifosat a temperatures més altes. No saben ben bé per què, però Jugulam creu que la calor pot animar la kochia a desenvolupar cutícules més gruixudes, una capa protectora a la superfície de la fulla, que augmenten les defenses de les males herbes contra l'herbicida. L’equip va descobrir un procés diferent a la feina quan les males herbes es van trobar amb dicamba. La temperatura no va afectar la quantitat de dicamba que absorbien les males herbes, però sí que va dificultar el moviment de l'herbicida a través de la planta de manera que arribés menys al seu objectiu: el teixit que es desenvolupa a la punta de brots i fulles nous.
En un altre estudi, publicat l'any passat, Jugulam va dirigir la seva atenció cap a l'herbicida 2,4-D, un dels ingredients de l'agent taronja, un infame defoliant utilitzat a la guerra del Vietnam. Avui és un dels herbicides més utilitzats. Jugulam va provar com la temperatura afectava la capacitat de l'herbicida per controlar el cànem aquàtic comú, una mala herba de fulla ampla que es trobava envaint els camps de blat de moro i soja del Midwest.
En les proves, Jugulam va examinar alguns cànem aquàtic comú que havien desenvolupat resistència genètica al 2,4-D, i alguns que no. Va trobar que va trigar més de tres vegades més herbicida a matar la mala herba resistent en condicions càlides i seques que a temperatures més baixes. Va trobar un efecte similar però menor en les males herbes susceptibles.
El cànem aquàtic resistent a l'herbicida sobreviu a l'exposició al 2,4-D mitjançant la descomposició ràpida de la substància química en substàncies no tòxiques abans que pugui assolir els seus objectius a les puntes de les arrels, tiges i fulles. Quan la temperatura és alta, va trobar Jugulam, el cànem aquàtic trenca aquestes molècules més ràpidament.
Jugulam també va assenyalar que a altes temperatures, algunes males herbes resistents als herbicides semblen ser més resistents i algunes males herbes susceptibles poden requerir més herbicida per al seu control.
No totes les males herbes i herbicides responen a la temperatura de la mateixa manera. Per exemple, Jugulam també ha trobat que el 2,4-D i el glifosat funcionen millor a temperatures més altes contra l'ambrosia comuna i gegant, altres dues males herbes comunes als camps dels agricultors dels EUA. Jugulam també diu que, fins i tot en els casos en què la calor dificulta els herbicides, els impactes semblen limitar-se principalment a condicions seques. És possible que les zones amb molta humitat i precipitacions no tinguin els mateixos efectes.
Però alguns experts diuen que hi ha proves creixents en diverses espècies i productes agroquímics que la temperatura i, en alguns casos, els nivells elevats de diòxid de carboni, afecten el control de les males herbes, almenys al laboratori.
En proves publicat el 2016, Matzrafi va trobar que a altes temperatures quatre espècies diferents de males herbes s’erigien contra el diclofop-metil, un ingredient d’un herbicida fabricat per Bayer, significativament millor que a temperatures més baixes. Matzrafi també va trobar que les altes temperatures feien que un altre herbicida, el pinoxaden, fos menys capaç de frenar el creixement del fals brom de l'herba invasora. A més, la gespa va prosperar fins i tot quan es va passar de condicions més fresques a un ambient més calent fins dos dies després del tractament amb herbicides (la investigació va ser finançada parcialment per ADAMA Agricultural Solutions, una empresa agroquímica amb seu a Israel).
"Les nostres troballes i molts altres estudis des dels anys 90 suggereixen que les condicions ambientals posteriors a l'aplicació també poden afectar la sensibilitat a l'herbicida", explicava Matzrafi en un correu electrònic. Fins i tot si els agricultors ruixen durant temperatures més baixes, això pot no ser suficient per evitar els efectes de la calor.
Tot i augmentar les dosis de diclofop-metil, aquest raigrà sensible a l'herbicida prospera en un clima més càlid. A cada foto, l’herbicida s’aplica en quantitats més grans, d’esquerra a dreta. A la planta de l’extrem esquerre no s’aplica cap herbicida. A la foto esquerra, el raigràs es cultiva a temperatures més baixes (50-61 graus Fahrenheit), mentre que a la foto dreta, el raigràs es cultiva a temperatures més altes (82-93 graus Fahrenheit). Visual: Cortesia de Maor Matzrafi
Aquests condicionants, temen els experts, empitjoraran amb el canvi climàtic. Ja molts estats nord-americans importants per a l'agricultura, així com altres importants regions productores d'aliments a tot el món, experimenten regularment temperatures superant els 90 graus Fahrenheit durant les estacions de creixement. Alguns investigadors diuen que els problemes amb el rendiment de l'herbicida i de la calor es posen de manifest ara en part a causa d'episodis més freqüents de calor extrema durant les darreres dècades.
Tot i això, és difícil fixar els efectes que s’han vist avui en els canvis climàtics recents, va escriure Lewis Ziska, fisiòleg vegetal a la Universitat de Columbia a Nova York, en un correu electrònic a Undark. Però, assenyalant que les males herbes són "la major limitació per a la producció d'aliments", Ziska adverteix que "seran un desafiament formidable per als agricultors en un entorn més extrem".
Al Midwest, per exemple, les temperatures podrien augmentar una mitjana de 8.5 graus Fahrenheit a finals de segle, amb trams de calor extrems més llargs i freqüents, segons projeccions del govern federal. I al sud d’Àsia, inclosa l’Índia, una regió mundialment important per produir arròs, llegums, fruits secs i cotó, el Grup Intergovernamental sobre Canvi Climàtic projectes que les temperatures mitjanes anuals augmentaran gairebé 6 graus Fahrenheit el 2100.
En el primer experiment d’aquest tipus, els resultats del qual van ser va informar l’any passat, Matzrafi va estudiar l'efecte conjunt de la calor i va augmentar els nivells de diòxid de carboni en dues espècies de males herbes diferents i va trobar que la combinació augmenta les defenses d'herbicides de les males herbes més enllà que per qualsevol factor.
No està clar si els fabricants d’herbicides estan preparats per als propers reptes d’un planeta que s’escalfa. Molts no recomanen temperatures òptimes de polvorització per garantir l'eficàcia de les directrius que distribueixen als agricultors.
En una declaració escrita, Clark Ouzts, un portaveu de Sygenta, el fabricant de pinoxaden, diu que la companyia no ha estudiat els efectes potencials del canvi climàtic sobre l'activitat de l'herbicida, però que "la investigació de camp i les aplicacions comercials no han demostrat que la temperatura tingui impacte en l'activitat de Pinoxaden ".
Charla Lord, portaveu de Bayer, va escriure en un comunicat que els herbicides de la companyia "són àmpliament provats per complir els requisits de tots els reguladors" i "etiquetats perquè els aplicadors sàpiguen sol·licitar-los per obtenir un control i èxit òptims". L'empresa no va respondre a preguntes específiques sobre l'eficàcia dels seus productes a altes temperatures, tot i que sí publicat sobre els reptes de la polvorització a alta temperatura al seu lloc web. Corteva, que fa que els herbicides incorporin 2,4-D, no va respondre a les sol·licituds de comentaris sobre com les altes temperatures afecten el rendiment de l'herbicida.
NO TOTS HO SÓN convençut que aquestes troballes experimentals suposen problemes per als agricultors. Alguns investigadors i experts en males herbes diuen que les condicions del laboratori difereixen radicalment del camp, cosa que fa que els resultats siguin menys pertinents. "No crec que puguem dir amb seguretat que això té un impacte a escala real", va escriure Brad Hanson, expert en males herbes de la Universitat de Califòrnia, Davis, en un correu electrònic a Undark. Hanson va treballar amb Matzrafi en la investigació publicada l'any passat.
Hanson, que treballa amb agricultors de Califòrnia com a investigador i especialista en extensió, també va escriure que els agricultors solen utilitzar prou herbicida per superar els petits canvis en la sensibilitat de les males herbes provocats per la calor.
Kassim Al-Khatib, fisiòleg de cultius de la Universitat de Califòrnia, Davis, que ha investigat com funcionen els herbicides sota la calor i la humitat, va escriure en un correu electrònic a Undark que els estudis es duen a terme en condicions de laboratori acuradament controlades que els agricultors mai no trobarien a la seva camps. "El que passa en condicions controlades no admet generalment el que passa en condicions de camp", va escriure.
En la seva pròpia investigació, Al-Khatib ha estudiat l’efecte de la temperatura i la humitat en un nombre reduït de tipus d’herbicides i espècies de males herbes. En els casos que ha estudiat, diu, l’eficàcia dels herbicides en general millora a temperatures i humitats més altes, tret que les temperatures superin els 100 graus Fahrenheit. Matzrafi i Jugulam coincideixen que el laboratori no reflecteix l’entorn de la granja més complex.
"Però no crec que disminueixi la importància dels resultats", va escriure Matzrafi. Ell, Stahlman i altres diuen que han vist l'efecte en el camp per ells mateixos: "Crec que estem veient alguna cosa. Durant els propers deu anys crec que en veurem més. Serà un problema important ", diu Chuck Otte, agent d'investigació i extensió de K-State al comtat de Geary, Kansas, que treballa principalment amb agricultors.
Els resultats de la investigació són notícies provadores per als agricultors que confien en herbicides per mantenir a ratlla les males herbes cada vegada més armades. De moment, alguns agricultors s’esforcen per evitar alguns dels efectes de la calor ruixant herbicides durant els períodes més frescos del dia. Al cor de l’estiu, Carie Moore diu que de vegades es desperta abans de l’alba per ruixar la seva granja de 650 acres a Dakota del Nord abans que la calor pugi massa, superant de tant en tant els 100 graus Fahrenheit. Però a mesura que el planeta s’escalfa, els agricultors s’enfrontaran a finestres més estretes durant les quals les temperatures són prou fresques com per ruixar-les, diu Ziska. I la investigació de Matzrafi suggereix que la polvorització durant períodes més freds no garanteix que l'eficàcia de l'herbicida no es vegi afectada per les ràfegues de calor que arribin més endavant el dia o fins i tot l'endemà.
I, de vegades, els agricultors no poden evitar ruixar herbicides a la calor, sobretot en grans finques de diversos milers d’acres.
Otte diu que és possible que els escèptics no s’adonin que els seus herbicides no funcionen, ja que la calor ha donat un cop de mà a les males herbes. Primer podrien suposar que hi ha una sèrie d’altres factors comuns que són culpables, com la resistència a l’herbicida, la manca de precipitacions o l’herbicida massa escàs. "Hi ha tants factors de confusió que és difícil ordenar-ho tot", diu.
A la llarga, els agricultors hauran de disminuir la seva dependència d’herbicides i, en canvi, han d’utilitzar altres tècniques que s’utilitzen més sovint en l’agricultura ecològica per mantenir a ratlla les males herbes, diuen molts experts. Per exemple, plantar cultius de coberta com la civada primaveral o el trèvol carmesí ajuda a evitar que les males herbes s’arrelin a terra nua i el cultiu en rotació d’una varietat de cultius pot provocar males herbes que ajuden a suprimir les poblacions. Moore ja avança en aquesta direcció. Gira la soja amb blat, ordi i un parell d’altres cultius i planta una varietat de cultius de cobertura addicionals, inclosos el sègol i els pèsols.
De tant en tant, treballa el sòl per ajudar a sufocar el creixement de les males herbes. "Com menys haguem de ruixar productes químics, millor", afirma, tot i que, per mantenir els rendiments, l'agricultura no pot abandonar del tot els herbicides, diu Ziska. Amb molt pocs productes químics nous, els agricultors hauran de tenir més cura amb els herbicides que tenen ara per assegurar-se que continuïn treballant en el futur. Matzrafi afirma que els fabricants han de proporcionar als agricultors millors consells sobre quan i com utilitzar els herbicides.
"Els agricultors ja no només poden ruixar i resar", diu Otte.
