estrategia de manejo de acacia negra (gleditsia triacanthos)

ESTRATEGIA DE MANEJO DE ACACIA NEGRA (GLEDITSIA
TRIACANTHOS) EN LA CUENCA DEL RÍO LUJÁN
EVALUACIÓN ECOTOXICOLÓGICA DEL HERBICIDA TOGAR BT
Di Marzio W, Sáenz M, Alberdi J, Fortunato N, Tangorra M, Cappello V, Tortorelli
M, Ambrini G
RESUMEN
La acacia negra (Gleditsia triacanthos), originaria de América del Norte, se ha vuelto
invasiva en muchas regiones. Su impacto sobre la biodiversidad se verifica al
reemplazar por competencia la vegetación nativa y reducir la mayoría de los hábitats
de la fauna nativa. Forma matas densas a lo largo de los márgenes de cuerpos de agua,
impide el acceso del ganado a los mismos y contribuye a acentuar los procesos de
obstaculización de arroyos y ríos. Como parte de una estrategia para su manejo en la
cuenca del río Luján (Buenos Aires) se propone el control químico mediante la
aplicación del herbicida Togar BT (DowAgroSciences) el cual es una mezcla de dos
principios activos: Picloram y Triclopyr. En este trabajo se presentan datos finales de
la ecotoxicidad del herbicida en estudios de laboratorio y en situaciones de campo
post-aplicación. Se trabajó con baterías de especies acuáticas y terrestres. El herbicida
fue altamente ecotóxico para todas las especies ensayadas, siendo las especies
acuáticas más sensibles. La toxicidad podría estar relacionada a la formulación
cuando esta se compara con la toxicidad individual de cada uno de los principios
activos. Se concluye que la aplicación del Togar BT presenta un riesgo real para
ambientes acuáticos, posibilidades de contaminación de las napas de agua y toxicidad
para los organismos de suelo.
Palabras clave: Togar BT, Picloram, Triclocpyr, Riesgo Ambiental, organismos
acuáticos, organismos terrestres
INTRODUCCION
Uno de los problemas que se observa a lo largo de toda la cuenca del río Luján es el
avance de la especie arbórea Acacia Negra Gleditsia triacanthos (Gleditsia
triacanthos L. Familia: Leguminosa (Subfam.Caesalpinioidea), nombre vulgar: acacia
negra, acacia de tres espinas, corona de cristo) sobre las márgenes de dicho río, su
valle de inundación y los principales afluentes.
En la actualidad distintos partidos de la provincia de Buenos Aires utilizan el control
químico de esta especie en zonas abiertas, accesos a campos alambrados, mediante el
único arbusticida registrado herbicida, TOGAR BT, formulado por DowAgroSciences
Argentina S.A.. Es aplicado generalmente por técnicos de sociedades rurales, diluido
en agua o gas-oil, sobre la base de los arbustos previamente cortados con motosierra
(ver fotos).
1
Sin embargo, el escenario de control químico de la acacia negra en el margen del río
Luján plantea una serie de interrogantes sobre la base de evitar efectos sobre el
ambiente tanto en lo que respecta a calidad de agua y suelo como al efecto sobre
especies no-blanco considerando animales y plantas. Estos interrogantes son: se puede
realizar aplicación aérea ? puede aplicarse utilizando como diluyente gas-oil ? es
viable la aplicación local ? y finalmente es posible su aplicación ? En las siguientes
fotos puede apreciarse el ambiente en cuestión.
El herbicida TOGAR BT es una mezcla de dos herbicidas sistémicos tipo auxinas:
Triclopir y Picloran. La composición del formulado más utilizado se indica a
continuación:
Principio activo
g/100 mL
Ester Isooctílico del ácido picloram 4-Amino- 3,5,6-tricloropicolínico
Equivalente ácido picloram
Ester Butoxietílico del ácido triclopyr 3,5,6-tricloro-2-piridilinoxiacético
Equivalente ácido triclopyr
Emulsionantes y solventes
4.4
3
8.3
6
csp
De acuerdo con US EPA Re-Registration Eligibility Decision (RED) 1995, acerca de
los principios activos Picloram y Triclopyr, se remarca que su fototoxicidad sobre
plantas no-blanco es muy elevada, que son compuestos persistentes en el ambiente,
que potencialmente pueden contaminar el agua subterránea. Por otro lado la
ecotoxicidad sobre organismos acuáticos es relativamente baja y en cuanto a su
aplicación recomiendan la aplicación local a la aérea.
Las propiedades físico-químicas de interés en la evaluación ecotoxicológica de los dos
principios activos se describen a continuación:
2
Log Kow
BCF
Biodegradación
Log Koc
Meses
S H2O
mg/L
19367
1.26
H
Atm*m3/mol
1.29*10-12
Picloram
1.36
0.5
Triclopyr
2.53
0.5
Meses
8363
1.69
5.14*10-9
Estos descriptores moleculares nos informan acerca del modo de
compartimentalización de las sustancias una vez liberadas al ambiente. Las
conclusiones básicas que podemos realizar sobre estos dos herbicidas es que son muy
poco volátiles y bioconcentrables, tienen baja capacidad de adsorción en el material
particulado. Por el contrario, debido a su relativamente alta solubilidad en agua, sobre
todo del picloram, es muy posible que estén presentes, post-aplicación, en la fase
acuosa, pudiendo contaminar el agua subterránea.
Debido a esto es importante determinar si existirá riesgo ambiental sobre especies no
blanco tanto terrestres como acuáticas. Así necesitamos de la comparación de la
concentración tóxica máxima aceptable, por ejemplo HC5 ver más abajo, y la
concentración ambiental esperada (CAE).
ESTUDIO DE RIESGO EN AMBIENTE ACUATICO
Con este fin, se realizó un estudio para determinar el posible impacto ecotoxicológico
sobre especies acuáticas y terrestres se realizó un estudio. Se llevaron a cabo los
siguientes ensayos agudos con organismos acuáticos: Scenedesmus quadricauda,
Pseudokirchneriella subcapitata, Lemna gibba, Azolla filiculoides, Egeria densa,
Daphnia magna, Daphnia spinulata, Hyalella curvispina, Phalloceros
caudimaculatus, Bryconamericus iheringii y Cnesterodon decemmaculatus. Y
crónicos con Daphnia magna, Cnesterodon decemmaculatus y Phalloceros
caudimaculatus.
En la siguiente figura se representa la distribución acumulada de los índices de
ecotoxicidad aguda y crónica obtenidos con las especies citadas arriba. Puede
observarse que el 75 % de las especies serán afectadas con valores de Togar BT
cercanos al 0.01 %.
Percentil 75 %
% E s p e c ie s a fe c ta d a s
100
75
50
25
0
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
CL(E)50 % Togar BT
3
Un paso posterior fue la determinación de la concentración ambiental de efecto o
concentración de riesgo HC5 del inglés Hazardous concentration. Para tal fin se
utilizaron los modelos propuestos por Wagner y Lokke (1991) y Aldenberg y Slob
(1993). Los que consideran a los índices de ecotoxicidad (IE) en una comunidad
teórica distribuidos de manera normal o logística, respectivamente. El número de
especies utilizado fue igual a 11, los factores de extrapolación fueron calculados
según: FE = exp(sm*k)
Donde s representa el desvío estándar de la distribución elegida, m número de
especies y k factor límite de tolerancia de un lado de las distribuciones.
Así se obtuvieron los siguientes datos:
Togar
HC5%
Wagner & Lokke
Aldenberg & Slob
%
7.7388 x 10-5
6.3971 x 10-5
Picloran 3 g/100 mL
mg/L
0.0232
0.0192
Triclopyr 6 g/100mL
mg/L
0.0464
0.0384
Los escenarios de exposición y riesgo posibles se simularon a partir de la
determinación de la concentración ambiental esperada o CAE. Para este caso se
determinó el CAE según el método generalizado propuesto por US EPA en
Reregistration Eligibility Decision (RED) y por otro lado, con estimaciones directas
según datos de dosis de aplicación, densidad de plantas y tipo de suelo de la región
estudiada, entre otros. El CAE fue estimado tomando como base los datos de uno de
los principios activos, Picloram, por ser potencialmente más tóxico y más soluble en
agua. En el caso del método US EPA la determinación del CAE considerando
aplicación directa del plaguicida, propone un escenario en el cual 1/10 de la masa
aplicada (10 kg) en 4 ha, en cercanías de un cuerpo de agua de 8000 m3 podría arrojar
una concentración de Picloran igual a 130 µg/L equivalente a una:
CAE de 2.9 10-4 % de TOGAR BT
Por otro lado, el CAE estimado con datos reales en el área bajo estudio y tomando en
cuenta el tipo de suelo como Mollisol suborden Argiudol subgrupo Argiudol típico.
Arcilla-Limo-Arena: 17, 57, 25 %, una densidad de acacias igual a 1.77 ind/m2 y
dosis de aplicación de 300 mL TOGAR BT / individuo. Nos permitió estimar el CAE
para el ambiente acuático mediante:
CAE = V . f -1 . D . p . d-1 . 10-3 = 0.00885 %
V: volumen aplicado por árbol
f: factor de aplicación
D: densidad de plantas
p: factor de elusión ƒ(WHC)
d: dilución del TOGAR BT
Considerando despreciables los valores de Koc, se supone que predominan formas
aniónicas de Picloram al 99% en fase soluble y WHC: water holding capacity o
capacidad de retención del agua (mL/100g) ≅ 50.
En la siguiente tabla se presentan los valores de CE y CAE estimados según US EPA
y con datos propios de este estudio.
4
Primero se realiza la comparación CAE/CE según el CAE de US EPA y
posteriormente el CAE calculado en nuestro estudio. Si CAE/CE es > 1 existe riesgo
ambiental.
USEPA 1995 (*)
Luján A&S (**)
Luján W&L (**)
CE (%)
0.029
0.000064
0.000077
CAE (%)
0.00029
0.00029
0.00029
CAE/CE
0.01
4.5
3.8
USEPA 1995 (*)
Luján A&S (**)
Luján W&L (**)
0.029
0.000064
0.000077
0.00885
0.00885
0.00885
0.3
138
110
(*) CE calculado con el dato de la especie más sensible sobre 3; CE: valor de efecto, CAE: valor
ambiental
(**) datos de este estudio
Vemos que considerando un valor de CAE calculado con datos reales y no a partir de
un modelo generalizado existirá riesgo ambiental tanto considerando los valores de
CE provenientes de la US EPA o de nuestro estudio.
ESTUDIO EN RIESGO EN AMBIENTE TERRESTRE
De la misma forma que para el caso del ambiente acuático para poder estimar el valor
del CE se realizaron ensayos para evaluar la ecotoxicidad sobre especies de suelo,
estas fueron: Vicia faba, Lactuca sativa y Eisenia fetida. Los valores obtenidos se
indican directamente en la tabla de estudio de riesgo. El CAE se calculó siguiendo el
mismo procedimiento visto para el ambiente acuático. De acuerdo con US EPA
considerando la dosis de aplicación y considerando la pérdida por run-off igual a 0.05
de la dosis 2.5 kg/ha. Arroja un CAE igual a:
CAE = 0.23 %
Según datos de campo:
CAE = V . f -1 . p . d-1 . R = 0.5 %
V: volumen aplicado por árbol
f: factor de aplicación
R: run-off según S
p: factor de elución ƒ(WHC)
d: dilución del TOGAR BT
Solubilidad agua (S) (ppm) %
< 0.001
0.001 a 10
10 a 100
> 100
Runoff
0.1
1
2
5
5
En la tabla siguiente se presentan estos datos incluidos en las comparaciones para
evaluar si existirá riesgo o no en el compartimento suelo.
US EPA 1995
Luján germinación
Luján crecimiento
Luján Eisenia sp
CE (%)
0.0001
0.00063
0.0023
0.54
CAE (%)
0.23
0.23
0.23
0.23
CAE/CE
2300
365
100
0.42
US EPA 1995
Luján germinación
Luján crecimiento
Luján Eisenia sp
0.0001
0.00063
0.0023
0.54
0.5
0.5
0.5
0.5
5000
794
217
0.92
Los datos indican que habría riesgo ambiental debido a la aplicación agrícola de
Togar BT para los productores primarios no blanco y no para los invertebrados de
suelo.
ESTUDIO EN RIESGO EN AMBIENTE TERRESTRE A PARTIR DE MUESTRAS
REALES DE CAMPO
Los datos reportados hasta aquí correspondían a estudios a escala de laboratorio a
partir de la contaminación “inducida” de suelos y agua controles. A partir de los
cuales se expusieron las distintas especies. Los datos a continuación hacen referencia
a ensayos realizados con muestras de suelo tomadas a diferentes tiempos respecto del
día de aplicación del herbicida. Así se pudieron colectar muestras de suelo del día de
la aplicación, de 15 días y de cuatro años. De la misma forma que para el caso de los
estudios de laboratorio, se realizaron ensayos para evaluar la ecotoxicidad sobre
especies de suelo: Vicia faba, Lactuca sativa y Eisenia fetida. Además se determinó la
genotoxicidad in vivo producida por el herbicida medida en Eleocitos de Eisenia
fetida.
Tiempo de aplicación
Inhibición Germinación %
CE99 0.0023%
Lombriz
CE1 0.3 %
Eleocitos TEM
Día 0
SUELO PURO
15 días
4 años
100
100
0
≥ 0.0023
0
≥ 0.3
9.55*
≥ 0.0023
0
≥ 0.3
11.11*
?
0
≥ 0.3
4.38
TEM: momento de cola en la migración del DNA, *: distinto de los controles Kruskal-Wallis – Dunn
Test
Como puede observarse las muestras tomadas el día 0 y a los 15 días de la aplicación
del herbicida con posible contaminación del suelo causaron el 100 % de la inhibición
de la germinación en el ensayo con Lactuca sp. De los estudios de laboratorio
6
sabemos que la concentración de Togar BT en suelo que inhibe el 99 % de la misma
es igual a 0.0023 %. Con lo cual en las muestras la cantidad de herbicida debe ser
igual o mayor a ese valor. Por otro lado ninguna de las muestras fue tóxica para
Eisenia sp, de la misma manera sabemos que la concentración que mata al 1 % de las
lombrices es igual a 0.3 %. Por lo tanto la concentración de Togar BT en las muestras
de suelo, al menos en día cero y día 15, debe ser igual o mayor a 0.3 %. Con lo cual
una estimación indirecta de la concentración de Togar Bt post-aplicación da un valor
de 0.3 %, en correspondencia con los valores estimados de 0.23 o 0.5 % (ver CAE
para suelos más arriba).
CAE estimado de campo = ≥ 0.3 %
Un aspecto interesante es remarcar el hecho que las dos muestras que afectaron a las
plantas, también produjeron efectos genotóxicos sobre individuos de Eisenia sp los
cuales permanecieron vivos y a priori se concluye que el herbicida no afecta a los
invertebrados. Sin embargo, mediante el uso de biomarcadores de genotoxicidad se
evidencia un efecto sub-letal sobre este grupo de organismos.
CONCLUSIONES FINALES
Del estudio realizado aquí podemos decir sobre la aplicación directa del herbicida
Togar BT para el control de acacia negra en las cercanías del río Luján que:
•
•
•
•
•
•
Implica alto riesgo ecotoxicológico para plantas terrestres no-blanco
Riesgo genotóxico potencial para lombrices de tierra
Riesgo real para organismos acuáticos plantas y animales
El riesgo para suelo es 6 veces el del agua
No se recomienda su uso para el control del bosque en galería de acacia negra
Combinar control con TOGAR BT con controles “manuales”
7
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