Formas de preparación de los biopreparados

Existen diversas formas de elaborar biopreparados, siempre con la premisa de potenciar sus principios activos sin generar desequilibrios en los agroecosistemas en los que se aplican. En esta sección se privilegia los biopreparados que pueden elaborar los agricultores utilizando ingredientes y materiales disponibles, preferentemente en su entorno, o de bajo costo y fácil adquisición.

Para la preparación de los biopreparados se deben elegir materiales baratos y fáciles de conseguir en los huertos o predios de los agricultores. Generalmente se aprovechan materiales de desecho que se reutilizan como: baldes, coladores, telas o mallas para filtrar y separar, embudos, botellas, bidones, tanques, mangueras, morteros, cuchillas y machetes.

Para su uso, los biopreparados pueden aplicarse puros o diluidos en agua, que cumple la función de vehículo de los principios activos. Se aplican a las hojas y tallo, con el riego al suelo de cultivo. Deben ser fáciles de preparar y adaptados a la realidad de cada agro ecosistema.

Recolección, Secado y Conservación del material vegetal básico para la elaboración de biopreparados

Las plantas que se utilizan para elaborar biopreparados no suelen encontrarse todo el año en forma fresca, por lo que se deben cosechar cuando poseen el mayor nivel de concentración de sus nutrientes y conservarlas en buen estado para la elaboración de los biopreparados. Hay momentos únicos, por ejemplo cuando la parte de la planta que utilizamos es la flor, ya que esto ocurre por períodos muy limitados en el año.

Recolección. Para recolectar las plantas de la mejor manera se debe saber saber con claridad que parte se utilizará: flor, fruto, hoja o raíz, y elegir el mejor momento para su recolección:

• Si son hojas: se deberán recolectar justo antes que las flores estén completamente abiertas
• Si son flores: antes de abrirse completamente
• Si son raíces: al final del periodo de crecimiento
• Si son frutos: en el momento de la madurez

En la recolección es importante elegir plantas que se encuentren vigorosas y en buen estado sanitario,

cuidando que el lugar de recolección sea seguro y se encuentre alejado de fuentes de contaminación (por plaguicidas, carreteras, etc.). Si fuese necesario, limpiar las plantas de impurezas antes de secarlas y conservarlas.

Secado. También se debe saber que parte de la planta se va a secar:

• Cuando son las raíces u hojas se pueden secar al sol;
• En cambio las flores u hojas blandas, se deberán secar a la sombra, en lugares aireados y secos, a menos de 30ºC (ya que el sol y el calor volatilizan los aceites esenciales que en muchos casos poseen propiedades). Se pueden secar sobre catres de lienzos, medias sombras, mallas metálicas o sobre papel, cuidando de remover cada tanto para airear. También se pueden hacer manojos y colgarlos en lugares secos y aireados. Las plantas deben conservar un porcentaje mínimo de humedad, y mantener su color verde. El color amarillo es indicativo que ha perdido sus propiedades.

Conservación. Se deberán guardar en bolsas de papel o en frascos con tapa hermética, en lugares frescos, secos y oscuros, identificando la planta (nombre, lugar y fecha de recolección).

Recomendamos utilizarlas dentro del siguiente año a la recolección, dado que luego pueden perder sus principios activos.

Extractos

Se elaboran extrayendo el líquido a las flores con propiedades insecticidas, repelentes de insectos o controladoras de enfermedades, mediante prensado. Se utilizan flores frescas, en lo posible recién abiertas. Se cortan, humectan, empastan con la ayuda de algún mezclador y se le extrae el líquido El extracto se debe conservar en un frasco preferentemente oscuro. Siempre debe utilizarse diluido. Un ejemplo muy común es el extracto de Manzanilla (Matricaria chamonilla) que protege a las plantas de hongos e insectos chupadores.

Infusiones

Se preparan de la misma forma en la que se prepara un mate o un té de hierbas, sumergiendo en agua hirviendo las partes tiernas de las plantas como flores y hojas para extraer sus sustancias activas.

Decocción

Se preparan haciendo hervir, no más de 30 minutos, las partes duras de las plantas cómo las hojas coriáceas, la corteza de árboles, las raíces, semillas, cáscaras, etc. para extraer sus sustancias activas.

Purín

Dependiendo de la forma como se preparan pueden ser de fermentación o en fermentación. Los purines de fermentación se preparan a partir de estiércoles, plantas, hierbas o restos vegetales que pueden ser enriquecidos con algún compuesto mineral como por ejemplo cenizas. Los purines aportan enzimas, aminoácidos y otras sustancias al suelo y a las plantas, aumentando la diversidad y disponibilidad de nutrientes. También aportan microbios que actúan transformando la materia orgánica del suelo en nutrientes para las plantas. Los purines en fermentación se preparan sumergiéndolas en agua por el término de cuatro a siete días. Si se deja el preparado al sol ayudará a su descomposición. En este período comienzan a actuar hongos, bacterias y levaduras que desprenden enzimas, aminoácidos y nutrientes que son utilizados por las plantas.

Macerado

Pueden prepararse con plantas o insectos. Los macerados elaborados a partir de plantas pueden utilizar plantas frescas o secas colocadas en agua durante no más de 3 días cuidando que no fermenten. Por su parte, los macerados elaborados a partir de insectos se basan en el principio de inoculación de enfermedades. En este caso, el insumo o ingrediente es el insecto que causa el problema. El proceso de fermentación actuará como caldo de cultivo de las enfermedades o parásitos que posee el mismo y se utiliza para controlar plagas de la misma especie con la que se elabora el preparado. Al aplicarle el preparado resultante a la plaga, se le está sembrando sus propias enfermedades.

Caldos

En la agricultura ecológica se ha utilizado esta denominación para referirse a los caldos minerales. Es la forma de diluir en agua compuestos o elementos minerales, de manera de hacerlos solubles y aprovechables por las plantas. En su mayor parte poseen propiedades para actuar en el manejo de enfermedades transmitidas por hongos. El mas conocido es el Caldo Bordelés.

Aplicación y dilución de los biopreparados

Cuando el estado puro del biopreparado puede resultar tóxico para las plantas a las que se le aplica es recomendable diluirlo. Es frecuente realizar diluciones en purines, infusiones y macerados agregando agua antes de su aplicación. El grado de dilución variará con el grado de concentración del principio activo.

Recomendaciones para elaborar y aplicar los biopreparados

Para su preparación y manipulación posterior (almacenamiento y
aplicación)  se deben utilizar elementos de protección como guantes,
barbijos, mandil, etc.

Evitar aplicar infusiones o decocciones los días de lluvias, nublados o de gran insolación. Cuando se use estiércol, estar seguros que el mismo sea fresco porque será más rico en Nitrógeno y microorganismos. Evitar el uso de estiércol proveniente de animales alimentados en confinamiento por su alto contenido en antibióticos.

El agua utilizada debe ser lo mas pura posible, como por ejemplo el agua de lluvia recolectada por nosotros mismos. No se recomienda utilizar agua potable porque contiene cloro y flúor. Si no se tiene otra alternativa, es conveniente dejar reposar el agua potable al menos una hora antes de usarla.
Para su elaboración se recomienda utilizar recipientes de cemento o de plástico evitando los recipientes metálicos que producen reacciones químicas y la corrosión de sus paredes.

Una vez elaborados, los biopreparados no deben recibir luz directa para evitar que sus compuestos se degraden. Para su almacenamiento (cuando esto es posible) se recomienda utilizar envases oscuros y no corrosivos y guardarlos en habitaciones secas y ventiladas.

Durante su elaboración y almacenamiento,  se debe cuidar que los recipientes queden cerrados para evitar que los preparados puedan diluirse con agua de lluvia o recibir impurezas que afecten su eficiencia.

Cuando se adicionen elementos (por ejemplo cenizas) es recomendable hacerlo de manera gradual y lenta, para perturbar lo menos posible el proceso que se desarrolla.

Se recomienda adicionar a los biopreparados ralladura de jabón sin olor para facilitar su fijación a la superficie de las plantas a las que se aplica.

En líneas generales, se debe tener en cuenta que las infusiones y caldos se deben utilizar lo más pronto posible a su elaboración, preferentemente dentro de las 24 horas de elaborados. Los macerados y decocciones dentro de los 3 meses, mientras que los purines conservan sus propiedades hasta 6 meses.

Metabolitos Secundarios en la Defensa de las Plantas

Las plantas han desarrollado diversas estrategias de defensa contra condiciones de estrés biótico y abiótico; una de estas estrategias es la protección química, a través de la producción de metabolitos secundarios con actividad antimicrobiana, en contra de herbívoros, o con actividad antioxidante (Croteau et al., 2000). Los metabolitos secundarios son compuestos de bajo peso molecular de gran importancia ecológica porque participan en los procesos de adaptación de las plantas a su ambiente, como es el establecimiento de la simbiosis con otros organismos y en la atracción de insectos polinizadores y dispersores de las semillas y frutos; pero también, una síntesis activa de metabolitos secundarios se induce cuando las plantas son expuestas a condiciones adversas tales como: a) el consumo por herbívoros (artrópodos y vertebrados), b) el ataque por microorganismos: virus, bacterias y hongos, c) la competencia por el espacio de suelo, la luz y los nutrientes entre las diferentes especies de plantas y d) la exposición a la luz solar u otros tipos de estrés abiótico.

Clasificación de los metabolitos secundarios

Se conocen aproximadamente 20,000 estructuras de metabolitos secundarios que por su composición química son clasificados en dos grupos principales: nitrogenados y no nitrogenados:

Clasificación de los metabolitos secundarios

Función de los metabolitos secundarios en la defensa de las plantas

Terpenos y terpenoides

Constituyen el grupo más numeroso de metabolitos secundarios (más de 40 000 moléculas diferentes).  Se clasifican por el número de unidades de isopreno (C5) que contienen: los terpenos de 10 C contienen dos unidades C5 y se llaman monoterpenos; los de 15 C tienen tres unidades de isopreno y se denominan sesquiterpenos, y los de 20 C tienen cuatro unidades C5 y son los diterpenos. Los triterpenos tienen 30 C, los tetraterpenos tienen 40 C y se habla de politerpenos cuando contienen más de 8 unidades de isopreno.

La ruta biosintética de estos compuestos da lugar tanto a metabolitos primarios como secundarios de gran importancia para el crecimiento y supervivencia de las plantas. Entre los metabolitos primarios se encuentran hormonas (giberelinas, ácido abscísico y citoquininas) carotenoides, clorofilas y plastoquinonas (fotosíntesis), ubiquinonas (respiración) y esteroles (de gran importancia en las estructura de membranas). Muchos terpenoides se comercializan por su uso como aromas y fragancias en alimentación y cosmética, o por su importancia en la calidad de productos agrícolas. Otros compuestos terpenoides tienen importancia medicinal por sus propiedades anticarcinogénicas, antiulcerosas, antimalariales, antimicrobianas, etc.

 Los terpenos son los principales constituyentes de los aceites esenciales y actúan como repelentes e inhibidores de la alimentación y la oviposición.

Algunos terpenos con actividad insecticida son:

Estas moléculas pueden estar presentes en linaza, yuca, bambú, semillas de haya y almendras. Las aspersiones de esteres de monoterpenoides, junto con cianohidrinas contra mosca doméstica (Musca domestica L) a concentraciones de 100 mg/kg, fueron 100% efectivas. En larvas de mosquitos  (Aedes aegypti L.) los compuestos cloropropionato y pivalato de cianohidrina inhibieron la alimentación de las larvas, y su efectividad fue de 100 y 95 %, respectivamente (Peterson et al., 2000).

Los terpenos en combinación con otros compuestos como las oxilipinas y los indoles, forman mezclas de volátiles que funcionan como señales químicas para atraer a los enemigos naturales de insectos herbívoros. Estudios sobre la respuesta de la planta a esta interacción, en hojas de maíz (Zea mays L.) y de algodón tratadas con secreciones orales de insectos, demuestran que hay inductores (elicitores) en la saliva de los insectos herbívoros, que inducen la síntesis de tales terpenos volátiles (Paiva, 2000; Pare y Tumlinson, 1998; Shen et al., 2000).

Alcaloides

Son una familia de más de 15 000 metabolitos secundarios que tienen en común tres características: son solubles en agua, contienen al menos un átomo de nitrógeno en la molécula, y exhiben actividad biológica. La mayoría son heterocíclicos aunque algunos son compuestos nitrogenados alifáticos (no cíclicos) como la mescalina o la colchicina. Se encuentran en el 20% aproximadamente de las plantas vasculares, la mayoría dicotiledóneas herbáceas.

En humanos, los alcaloides generan respuestas fisiológicas y psicológicas la mayoría de ellas consecuencia de su interacción con neurotransmisores. A dosis altas, casi todos los alcaloides son muy tóxicos. Sin embargo, a dosis bajas tienen un alto valor terapéutico como relajantes musculares, tranquilizantes, antitusivos o analgésicos.El opio es quizá uno de los primeros alcaloides conocidos, el exudado (látex) de la cápsula inmadura de Papaver somniferon. Este exudado contiene una mezcla de más de 20 alcaloides diferentes entre los que se encuentran la morfina y la codeína.

El efecto tóxico de los alcaloides radica en su capacidad de bloquear neuroreceptores, intermediarios de la transducción de la señal neuronal y canales iónicos de vertebrados e insectos.

Sus efectos inhibitorios del crecimiento de microrganismos patógenos están dados por su capacidad de intercalarse con el DNA, de detener la síntesis de proteínas, inducir la apoptosis e inhibir las enzimas del metabolismo de carbohidratos (Wink y Schimmer, 1999).

En general, la síntesis constitutiva de alcaloides se incrementa en respuesta a la herida producida por los insectos herbívoros.

Algunos ejemplos de alcaloides con efectos plaguicidas se presentan en el siguiente cuadro

Alcaloides	Especie vegetal	Actividad biológica
Berberina Palmatina	raíces, rizomas, tallos y corteza Berberis spp (Berberidaceae) Hydrastis canadensis (Ranoculaceae) Xanthorhiza simplicissima (Ranoculaceae) Phellodendron amurense (Rutaceae) Coptis chinensis (Ranoculaceae) Tinospora cordifolia (Menispermaceae) Argemone mexicana (Papaveraceae) Eschscholzia californica (Papaveraceae)	Tóxicos a insectos y vertebrados Inhiben el crecimiento de bacterias, hongos y virus
Esparteína Lupanina 13-tigloiloxilupanina	Géneros: Lupinus, Cytisus, Baptisia, Genista, Pelargonium, Sophora y Ammodendron (Fabaceae)	Inhiben la síntesis de proteínas y receptores de Acetilcolina
N-metilcitisina Anagirina Citisina	Género Baptisia (Fabaceae)	Nematicida
Matrina Esparteína	Sophora (Fabaceae)	Reducen la movilidad de helmintos Inhiben la multiplicación y crecimiento de virus, hongos y bacterias
Lupanina Angustifolina 13-hidroxilupanina gramina	Familia Poaceae (gramíneas)	Bactericida

Se conocen insectos fitófagos que evitan la respuesta defensiva de las plantas, asimilando, transportando y almacenando estos compuestos para su propio beneficio. Por ejemplo, las larvas de Uteheisa ornatrix L. (Arctiidae)  secuestran a los alcaloides pirrolizidínicos de Crotalaria (Crotalaria spp. de la familia Fabaceae, y los retiene durante su metamorfosis hasta la etapa adulta. Durante el apareamiento, los alcaloides son utilizados para la síntesis de feromonas usadas como señales por el macho para atraer a la hembra. En la copulación, la hembra recibe alcaloides del macho que junto con sus alcaloides almacenados son transmitidos hasta el huevo, sirviendo de protección contra insectos depredadores. Debido a los alcaloides, tanto el huevo, como las larvas y los adultos muestran sabores desagradables para sus depredadores (Hartmann, 1999).

Fenilpropanoides o Polifenoles

Son un grupo muy diverso que comprende desde moléculas sencillas como los ácidos fenólicos hasta polímeros complejos como los taninos y la lignina. Los flavonoides son los polifenoles más distribuidos en las plantas y constituyen un grupo con más de 5 000 compuestos (Hertog et al., 1992). Poseen bajo peso molecular.; comúnmente se encuentran como pigmentos en los vegetales, frutas y flores. A continuación se elistan algunos ejemplos de estos compuestos y sus efectos biológicos.

Flavonoides	Especie vegetal	Actividad biológica
Naringenina Kaempferol	Arroz Oryza sativa	Inhiben el crecimiento de Xanthomanas oryzae y la germinación de las esporas Pyricularia oryzae
Feruloiltiramina p-cuamroiltiramina	Papa Solanum tuberosum	Aumentan la rigidez de la pared celular y reduce la digestibilidad en respuesta al ataque de Phytophtora infestans
Apigenidina Lutelina	Sorgo Sorghum bicolor	Se acumulan en forma de oclusiones en las primeras células epidérmicas atacadas por Colletotrichum graminicola
Metoxiflavonas: ·        5,6-dihydroxi-3,7-dimetoxyflavona ·        5-hidroxi-3,6,7, tetrametoxiflavona	Gnaphalium affine (Asteraceae)	anti-alimentaria contra Spodoptera litura

Los fenilpropanoides simples como el ácido cafeíco, el ferúlico y el clorogénico, y el flavonoide cianidina (antocianina) de diversas frutas y vegetales, son poderosos antioxidantes capaces de consumir el H2O2 y contribuir con el ajuste del estado de óxido-reducción celular desencadenado durante el estrés (Rice-Evans et al., 1997).


Perspectivas de aplicación

Una gran variedad de extractos de plantas, mezclas y compuestos simples ampliamente distribuidos en la naturaleza, podrían ser usados por su actividad insecticida contra insectos y utilizarse en el desarrollo de fitopatógenos que atacan a las frutas dañando su calidad sensorial y, en algunos casos, modificando su composición química, lo que limita la adecuada comercialización. Estos compuestos pueden reemplazar satisfactoriamente a los insecticidas derivados de compuestos químicos peligrosos por su alta toxicidad, que cada vez tiene más restricciones de uso por los efectos nocivos a la salud de los consumidores. El uso de bioinsecticidas es una excelente alternativa para cumplir con los requerimientos de inocuidad y seguridad alimentaria que se establecen en el mercado internacional de frutas frescas. Sin embargo, es necesario profundizar las investigaciones tanto a nivel laboratorio como en campo de tal forma que el uso y aplicación de bioinsecticidas pueda ser considerada como una alternativa de biocontrol debidamente normada por los organismos gubernamentales de cada país encargados de la fitosanidad y seguridad alimentaria, que fuera considerada como segura para los consumidores eliminado el riesgo de efectos nocivos a la salud. Así mismo, podría desarrollarse la posibilidad de generar un amplio mercado para la comercialización de los compuestos bioactivos donde los productores podrían elegir la mejor alternativa de una amplia gama de compuestos naturales para eliminar las plagas de los cultivos. Finalmente también es necesario investigar, determinar y regular las dosis mínimas requeridas para cada uno de los productos agrícolas en los que ya han sido probados estos compuestos bioactivos.

Metabolismo y Modo de Acción de los Plaguicidas Botánicos

Los bioplaguicidas se derivan de sustancias naturales como minerales, plantas, animales y bacterias. Los principales tipos de bioplaguicidas son microbianos, bioquímicos y protectores incorporados a las plantas.  Hoy en día, los científicos enfocan su investigación más en comprender el modo de acción de estos bioplaguicidas en diferentes plantas y animales, con el objetivo de mejorar su eficacia como agentes de control de plagas y también comprender su toxicidad. En el siguiente Cuadro se resumen las propiedades generales de los plaguicidas  botánicos (clasificados como protectores bioquímicos o plaguicidas bioquímicos) y su modo de acción específico. En esta entrada se analiza las vías metabólicas y el modo de acción de los insecticidas botánicos.

Los plaguicidas derivados de plantas son más conocidos como bioplaguicidas botánicos o insecticidas botánicos. Los principales bioplaguicidas botánicos son piretro, rotenona, neem y otros aceites esenciales. Los pesticidas botánicos menores incluyen la nicotina y la sabadilla. Los productos botánicos se utilizan a menudo como insecticidas (piretro), repelentes (citronela), fungicidas (laminarine) y herbicidas (aceite de pino). A pesar de su descubrimiento hace mucho tiempo, la mayoría de los insecticidas botánicos no han podido competir con los insecticidas sintéticos debido a su acción relativamente lenta, su falta de persistencia y su inconsistencia en su disponibilidad . Sin embargo, pueden resultar efectivos si se usan junto con otras técnicas agrícolas, como la rotación de cultivos. A continuación describimos las características y modo de acción de estos productos:


Piretro

El piretro se extrae de las flores secas de la planta, Tanacetum cinerariaefolium (Asteraceae). Las piretrinas más comunes son la piretrina I y la piretrina II. Sin embargo, puede haber otras piretrinas como cinerina I y II, jasmolina I y II. Las piretrinas se utilizan principalmente como insecticidas, y como tales producen un efecto de caída rápida en insectos voladores como mosquitos y moscas. No solo se utilizan en insectos voladores, sino también como protectores de grano y para controlar piojos y pulgas en aves de corral y perros. Lo hacen bloqueando los canales de sodio en los axones nerviosos.

La planta es importante económicamente como una fuente natural de insecticidas. Las flores son pulverizadas y los componentes activos, llamadas piretrinas, contenidos en las cubiertas de las semillas, son extraídos y vendidos en forma de oleorresina. Este componente es aplicado como una suspensión en agua, aceite o como polvo.

En algunos animales como los mamíferos, se ha encontrado que su metabolismo es muy rápido, por lo tanto, su baja toxicidad en estos animales. En contraste, en los insectos donde producen un rápido efecto de caída, la tasa de toxicidad es mayor como resultado del metabolismo más lento.

Se ha observado que la temperatura juega un papel importante en la degradación de las piretrinas naturales en los granos almacenados.

Rotenona

La rotenona es también uno de los principales plaguicidas naturales que tienen funciones insecticidas y acaricidas. Controla insectos como piojos y garrapatas. La rotenona detiene la respiración en las mitocondrias al bloquear el segmento NADH (Coenzima dinucleótido de nicotinamida y adenina, también conocido como nicotin adenin dinucleótido o nicotinamida adenina dinucleótido) de la cadena respiratoria. El grado de toxicidad de la rotenona depende del organismo; es decir, es extremadamente tóxico para los insectos, pero moderadamente tóxico para los mamíferos.

se extrae de raíces de plantas tropicales leguminosas que son tóxicas para los animales de sangre fría y ligeramente tóxica para los animales de sangre caliente, incluido el ser humano. Actúa a través de contacto e ingestión. Aparentemente, la toxicidad de la rotenona está relacionada con la tasa de metabolismo en los organismos vivos.  Las principales vías metabólicas son la hidroxilación para obtener rotenolonas y la oxidación para obtener 8-hidroxi rotenona. En los sistemas donde esta están presentes enzimas  NADH oxidasa  es probable que haya un mayor metabolismo y, por lo tanto, menos toxicidad que en los sistemas donde están ausentes.

Plaguicidas bioquímicos

Los plaguicidas bioquímicos son un tipo especial de bioplaguicidas que controlan las plagas sin matarlos. Incluyen sustancias como las feromonas de los insectos, los reguladores del crecimiento de las plantas y los reguladores del crecimiento de los insectos.

 Neem

 Las plantas producen sustancias aleloquímicas o metabolitos secundarios tales como terpenos, alcaloides, rotenonas, flavonoide s y otros, algunos de los cuales poseen actividad tóxica contra insectos, interfieren en el desarrollo o en el comportamiento de los mismos, y pueden contribuir así a la regulación de sus poblaciones.

Entre los compuestos fitoquímicos con acción plaguicida, se encuentran aquellos aislados a partir de especies de la familia Meliaceae cuya actividad es atribuida fundamentalmente a la presencia de limonoides. Los árboles más utilizados son: Azadirachta indica (árbol del neem) y Melia azedarach (árbol del paraíso). La azadiractina que se obtiene muestra acción antialimentaria, reguladora del crecimiento, inhibidora de la oviposición y esterilizante. El neem al tratarse de una mezcla de componentes bioactivos es difícil que desarrolle resistencia y es altamente biodegradable. La actividad de los productos de Neem se ha evaluado contra 450–500 especies de plagas de insectos en diferentes países en todo el mundo, y de esas, 413 especies de plagas de insectos son susceptibles a diversas concentraciones (Schmutterer y Singh 1995).

La mayoría de los trabajos se han centrado en la azadiractina  que se obtiene a partir de extractos de semillas de neem que actúan como fuertes antialimentantes y como reguladores del crecimiento de insectos. La azadiractina afecta las actividades fisiológicas de los insectos y no afecta a otros agentes de control biológico. Además, los productos de neem son biodegradables y no tóxicos para los organismos no objetivo.

Paraíso Melia azedarach

M. azedarach es un árbol de hoja caduca que se origina en el noroeste de la India, y ha sido reconocido por sus propiedades insecticidas, que aún deben analizarse por completo. Este árbol crece en las partes tropicales y subtropicales de Asia, pero hoy en día también se cultiva en otros lugares cálidos del mundo debido a su considerable tolerancia climática. Las hojas de M. azedarach se usan por su actividad insecticida, mientras que los extractos frutales de M. azedarach producen una variedad de efectos en insectos, como el retraso del crecimiento, la reducción de la fecundidad, los trastornos de la muda y los cambios de comportamiento. 

Los efectos antialimentarios y reguladores del crecimiento de insectos de M. azedarach son conocidos por muchos insectos, siendo este último el efecto fisiológico más esencial de M. azedarach en insectos.

Sin lugar a dudas, los tóxicos derivados de plantas son una fuente valiosa de insecticidas potenciales. Las plantas y otros insecticidas naturales pueden desempeñar un papel vital en los programas de control de mosquitos, así como en otros programas importantes de control de insectos.

Reguladores del crecimiento de insectos

El crecimiento de insectos está regulado por dos hormonas principales, la 20-hidroxiecisona y la hormona juvenil sesquiterpenoide. Cualquier leve alteración de estas hormonas puede provocar un retraso en el crecimiento, un crecimiento anormal o cambios en el patrón de reproducción. Por lo tanto, los reguladores del crecimiento de insectos imitan la acción de estas dos hormonas y producen cambios en el patrón de crecimiento y, posiblemente, conducen a la muerte. Son productos naturales, o sintéticos, de estructura muy similares a las hormonas que regulan el crecimiento de los insectos. Su efecto es interferir en el desarrollo, impidiendo que los individuos completen su ciclo reproductor. Por ser sustancias similares a las del propio artrópodo, no pueden provocar fenómenos de resistencia. Se pueden destacar dos tipos de estos productos:

Inhibidores de la síntesis de la quitina:

Plumbago capensis

• De síntesis: Diflubenzurón, Triflumurón, Lufenurón, Teflubenzurón, Hexaflumurón, Flufenoxuróm, Clorfl uazurón, Ciromazi na, Methoxyfenozide y Buprofezin. El diflubenzurón provoca la muerte de la larva en el interior de su antigua cutícula porque no completa la ecdisis.
• De origen vegetal: La plumbagina, obtenida de las raíces de Plumbago capensis, inhibe la quitinasintetasa, y se ha probado su efecto sobre distintos lepidópteros plaga.

Análogos y Antagonistas de la hormona juvenil

• Juvenoides (análogos de la hormona juvenil). Impiden la metamorfosis del insecto porque inhiben la diferenciación de los caracteres adultos y prolongan, por lo tanto, el estado larvario, afectando a la fecundidad. Tienen el problema de que son fotodegradables y que solo son efectivos en el estadio previo a la pupación.
• Entre estas sustancias figuran el triflumuron, lufenuron, teflubenzuron, methoxyfenozide, metopreno, el piriproxifeno y el fenoxicarb. 
• Precocenos (Inhibidores de la misma hormona juvenil). Provocan una metamorfosis precoz y dan lugar a insectos inmaduros y pequeños que no se pueden reproducir y mueren pronto. Son útiles en plagas dónde el daño es producido por las larvas. 

Análogos y Antagonistas de la hormona de la muda

• Los agonistas (o análogos) pueden utilizarse para provocar una muda prematura.
• Ecdiesteroides: sustancias producidas por los propios insectos o de síntesis artificial que inducen la muda, provocan la aparición de individuos no viables, con características intermedias de larva y pupa; inhiben la alimentación y el potencial reproductor, etc. Los Ecdiesteroides más conocidos son: Tebufenocide Methoxyfenocide Halfenocide.



Podocarpus nakaii ( Podocarpaceae)

• Fitoecdiesteroides: sustancias del metabolismo secundario de algunas plantas, que presentan la misma actividad biológica, en el insecto, que la ecdisona. Tienen un efecto similar al de los ecdiesteroides. Se han descrito 69 fitoecdiesteroides descritos de 111 familias vegetales, que los usan como mecanismo de defensa. Algunos ejemplos son: Ponasterona A, obtenida de la planta Podocarpus nakaii;  Azaridactina, obtenida de la planta Azadirachta indica.

• Los antagonistas pueden utilizarse  para dilatar indefinidamente en el tiempo el momento de la muda. Son fagorrepelentes e inhiben o o retrasan la muda.



Digitalis purpurea ( Plantaginaceae)

• Brasidolina: se obtiene de crucíferas y polen de la colza. Compite a nivel de receptores con la hormona de la muda.
• Digitoxina o digitalina: alcaloide presente en Digitalis purpurea. se combina con el colesterol originando unos complejos que no pueden ser transformados por los enzimas del insecto en hormona de muda.

Feromonas

Son sustancias orgánicas que emitidas al exterior por una especie de insecto provocan una respuesta determinada en otros individuos de su misma especie. De las 1 314 especies de insectos con respuestas confirmadas de atracción a feromonas identificadas, 1 260 de estas feromonas son producidas por hembras. Solo 54 especies usan atrayentes sexuales producidos por los machos. En unas pocas especies ambos sexos producen el mismo atrayente.

Se producen diferentes tipos de feromonas, dependiendo el estímulo: de alarma, territoriales, de agregación o congregación, sexuales, etc. Las más interesantes, desde un punto de vista fitosanitario, son las sexuales y, más concretamente, sus análogos químicos.

Feromona sexual. Este termino incluye mezclas de mensajeros químicos producidos por glándulas sexuales femeninas. Normalmente, al principio funcionan como agregante. A concentración más elevada, cuando el macho está junto a la hembra, ésta puede funcionar también como arrestante y posteriormente como estimulante sexual. Las feromonas sexuales se emplean en la lucha contra las plagas de las siguientes formas:

• Trampas para detectar precozmente la presencia de una plaga y controlar el crecimiento de la misma (monitoreo). 
• Capturas masivas: la idea es controlar la plaga directamente atrapando una gran cantidad de machos e impidiendo así la reproducción. 
• Confusión: consiste en saturar el aire con feromonas y los machos, confundidos, no logran aparearse. Las hembras no copuladas tendrán huevos inviables, reduciéndose de este modo la infestación de la plaga.

Ventajas : 1. Se usan en muy pequeñas cantidades. 2. Son específicas para cada especie, por lo que controlan la población de una única especie, evitando matar a otros insectos que podrían ser beneficiosos, favoreciendo el equilibrio biológico. 3. Mantenimiento estable de la atracción a lo largo de un periodo de tiempo. 4. Son biodegradables y no contaminan el ambiente.

Uso comercial de feromonas

ANTIALIMENTARIOS

Las plantas producen sustancias aleloquímicas o metabolitos secundarios tales como terpenos, alcaloides, rotenonas, flavonoides y otros, algunos de los cuales poseen actividad tóxica contra insectos, interfieren en el desarrollo o en el comportamiento de los mismos, y pueden contribuir así a la regulación de sus poblaciones.

Entre los compuestos fitoquímicos con acción plaguicida, se encuentran aquellos aislados a partir de especies de l a familia Meliaceae cuya actividad es atribuida fundamentalmente a la presencia de limonoides. Los árboles más utilizados son: Azadirachta indica (árbol del neem) y Melia azedarach (árbol del paraíso). La azadiractina que se obtiene muestra acción antialimentaria, reguladora del crecimiento, inhibidora de la oviposición y esterilizante. El neem al tratarse de una mezcla d e componentes bioactivos es difícil que desarrolle resistencia y es altamente biodegradable.

Clasificación de los insecticidas botánicos

Los insecticidas botánicos forman parte de los productos vegetales derivados de sus metabolitos secundarios, por su forma de acción se clasifican en:

• Bioestimulantes y Enraizadores. Poseen sustancias que promueven el desarrollo de las plantas en sus primeras etapas. Aportan suplementos alimenticios; facilitan la absorción y el traslado de nutrientes; y estimulan una mayor y rápida formación de raíces. Se utilizan en la reproducción de plantas por esquejes y estacas.

• Biofertilizantes. Resultan de la descomposición o fermentación (mediante la acción de microorganismos) de materia orgánica disuelta en agua, transformando elementos que no podrían ser aprovechados directamente por las plantas en sustancias fácilmente asimilables por las mismas. Un buen ejemplo es el estiércol o los minerales. Promueven una mejor nutrición de la planta y, a partir de la misma, su resistencia a los ataques de insectos y enfermedades. 

• Biofungicidas. Se preparan con elementos minerales y/o partes de vegetales que poseen propiedades para impedir el crecimiento o eliminar los hongos y mohos que provocan enfermedades en las plantas. Se aplican mediante rociado, pulverizado o remojado, en el caso de las semillas. El tratamiento puede realizarse de manera preventiva con el fin de proteger a la planta antes que se enferme o curativa cuando se presentan los primeros síntomas. Por su forma de actuar pueden ser: 

• Protectores. Se aplican recubriendo la parte externa de la planta, y actúan como una barrera contra el hongo que potencialmente puede producir la enfermedad. 
• Sistémicos. Actúan creando o dotando de defensas a las plantas por dentro. Son absorbidos a través del follaje o de las raíces y se movilizan a toda la planta.

• Bioinsecticidas y Biorepelentes. Los bioinsecticidas se preparan a base de sustancias naturales con propiedades reguladoras, de control o de eliminación de insectos plaga. Se extraen de alguna planta, de los propios insectos o pueden ser de origen mineral. Dentro de este grupo existen los microbiales, desarrollados a partir de microbios (bacterias, hongos, virus) capaces de producir enfermedades a ciertos insectos considerados plagas. Los más comunes y de uso para los agricultores son aquellos producidos a partir de infusiones, macerados, purines y decocciones. En líneas generales se considera que la planta que no es atacada por un insecto, puede convertirse en el ingrediente o insumo para su preparación.

• Los Biorepelentes se preparan a base de plantas aromáticas, que actúan manteniendo a los insectos considerados plagas, alejados de las plantas. Trabajan provocando un estado de confusión en los insectos que, naturalmente, se guían por olores que los orientan a la planta que los alimenta.

Los bioinsecticidas y biorepelentes poseen un bajo riesgo para la salud humana, son de bajo costo, se degradan fácilmente, no afectan la fauna benéfica (insectos y otros organismos que naturalmente actúan controlando a plagas y enfermedades) y no generan resistencia en las plagas como sucede con los insecticidas y fungicidas químicos. Como desventaja, su uso necesita mayor conocimiento de las propiedades de las plantas, suelen poseer principios repelentes, y no tanto para la eliminación de las plagas. Esto hace que sean más efectivos como preventivos que cuando deben actuar combatiendo niveles importantes de infestación. Su efecto dura pocos días y es necesario repetir su aplicación. Todo esto hace que sea necesario incorporar la elaboración de los biopreparados con mucho tiempo en la planificación del agricultor. 

Manejo de Insecticidas Vegetales 1

Los insecticidas botánicos actualmente desempeñan solo un papel menor en el manejo de plagas de insectos y la protección de cultivos; el entorno normativo y las necesidades de salud pública están creando oportunidades para el uso de productos botánicos en países industrializados en situaciones donde la salud humana y animal son primordiales: para el control de plagas en y alrededor de hogares y jardines, en cocinas comerciales e instalaciones de almacenamiento de alimentos. Los productos botánicos también pueden ser importantes en la producción de alimentos orgánicos, tanto en el campo como en ambientes controlados. Los mayores beneficios de los productos botánicos podrían lograrse en los países en desarrollo, donde los envenenamientos por plaguicidas en humanos son más frecuentes. Estudios recientes sugieren que los extractos de plantas disponibles localmente pueden ser efectivos como protectores de cultivos, ya sea usados ​​solos o en mezclas con insecticidas convencionales a tasas reducidas. El conocimiento indígena y la práctica tradicional pueden hacer contribuciones valiosas a la producción doméstica de alimentos en países donde el cumplimiento estricto de las regulaciones de pesticidas no es práctico. En este documento se presentan recomendaciones generales para el manejo adecuado de productos botánicos.

Criterios para seleccionar una planta potencialmente efectiva

En nuestro medio entre técnicos y agricultores circulan infinidad de recetas sobre insecticidas botánicos; usando diversas partes de la planta y mezclas de plantas. Esto dificulta determinar en primer lugar cual de las plantas incluidas en la receta tiene la propiedad de controlar a determinada plaga; en segundo lugar, cuales son los ingredientes activos, las dosis empleadas, el modo de acción de cada componente y su efecto (repelente, insecticida o atrayente). Además de lo anterior, la efectividad de la mayoría de las recetas no ha sido en su totalidad comprobada.

Los requerimientos que debe poseer una planta para se usada como insecticidas o para el control de plagas son las siguientes:

• Efectivas contra un espectro grande de plagas
• No tóxica para mamíferos, especies acuáticas ni para el ambiente
• Fácilmente renovables
• Alta concentración de ingredientes activo
• Las sustancias deben ser estables al extraerlas y en almacén  (el problema de las sustancias botánicas es su inestabilidad)
• Fáciles de procesar
• Las plantas deben ser fáciles de cultivar y adaptables a diferentes ambientes
• No deben de competir con plantas usadas como alimentos

Otras características que buscan los productores rurales al momento de seleccionar una planta son:

• Olor de la planta: existen plantas con olores agradables y desagradables, tanto para personas como para animales.
• Sabor de la planta: existen plantas de diferentes sabores como picantes, amargas, agrias y dulces, que también pueden tener un efecto sobre algunas plagas.
• Salud de las plantas seleccionadas: definitivamente esta característica es de suma importancia, ya que puede ser un indicador de la presencia de sustancias tóxicas que afectan a posibles plagas potenciales

Ventajas y Desventajas

En la actualidad existe mucha controversia con esta nueva modalidad de control, de aquí nace la necesidad de definir y conocer más a fondo acerca de estos productos botánicos, lo que lleva a plantear las ventajas y desventajas del uso de productos botánicos en relación a los productos plaguicidas sintéticos:

Se debe ser cuidadoso al usar los botánicos y no depender única y exclusivamente de esta táctica para el control de plagas, ya que se podrían provocar efectos no deseables en resistencia, similares a los que se tienen con los plaguicidas sintéticos y daños a la salud humana. Tenemos que estar conscientes que estos es una herramienta más en un sistema de Manejo Integrado de Plagas y de Cultivos.

Dosificaciones

Existe una probabilidad muy alta de que las recetas de productos botánicos originadas en forma empírica o técnica no sean efectivas en todas las zonas y condiciones, ya que la misma planta que crece en lugares y suelos diferentes puede contener cantidades distintas de las mismas sustancias activas. La edad de la planta o estado del material (hojas, flores, semillas, frutos, raíces y corteza) pueden ocasionar diferencias en dosis de ingredientes activos. Además pueden haber cambios en la estructura química de los ingredientes activos y por ende diferencias en los efectos en las plagas. Por estas razones se recomienda hacer pruebas para obtener sus propios resultados.

Efectos de los productos botánicos

El efecto que un insecticida vegetal puede tener en las plagas o en los cultivos, depende de la cantidad de la parte utilizada, estos pueden categorizarse de la siguiente forma:

• Repelente: corre o ahuyenta a las plagas
• Atrayente: atrae a las plagas o a enemigos naturales de las plagas y pueden usarse como cultivo trampa o cebo
• Insecticida: puede matar directamente a la plaga (efecto neurotóxico)
• Fungicida: puede controlar algunos hongos
• Herbicida: puede quemar plantas
• Rodenticida: mata ratas y ratones
• Esterilidad: los huevos de las plagas no nacen
• Afecta desarrollo: afecta metamorfosis o períodos juveniles de las plagas
• Anti alimentario: quitan apetito o reducen capacidad de alimentación
• Abono foliar: como abono aplicado a las hojas
• Nematicida: controlan nematodos.