Inge S. Fomsgaard, Solvejg Mathiassen, Per Kudsk, Lars M. Hansen

1. ¿Es el aprovechamiento de las propiedades alelopáticas para el control de malas hierbas en cereales una estrategia adecuada desde el punto de vista medioambiental? Inge S. Fomsgaard, Solvejg Mathiassen, Per Kudsk, Lars M. Hansen

2. 300 aC, Theophrasto: documenta los efectos inhibidores de Portulaca oleracea sobre alfalfa 81 aC, Plinio Segundo : describe efectos alelopaticos del nogal 1832, De Candolle: propone que los exudados de las plantas pueden ser la causa de la fatiga de los suelos Historia de la alelopatia

3. 1881, Hoy and Stickney: informaron de los efectos deletereos del nogal sobre plantas vecinas. 1907, Screiner and Reed: aislaron ácidos orgánicos liberados por las raices de plantas que suprimian el crecimiento de otros cultivos. Historia de la alelopatía

4. 1937, Molisch: acuñó la palabra ”alelopatía” a partir del griego ”alelo” y ”patia”, con el significado de ”mutuamente” y ”sufrimiento” 1966, Muller: definió elfenómeno de interacción planta-planta como ”interferencia, incluyendo tanto la competencia como la alelopatía. Historia de la alelopatía

5. 1996, Torres et al: La alelopatía se definió como: cualquier proceso que implique metabolitos secundarios (aleloquímicos) producidos por plantas, microorganismos, virus, algas y hongos que influyan el crecimiento y desarrollo de sistemas biológicos agrícolas Alelopatía - definición

6. Metabolitos secundarios de las plantas alcaloides fenólicos flavonoides terpenoides glucosinolatos benzoxazinonas compuestos cianogénicos Aleloquímicos

7. Aleloquímicos Reigosa et al, 1999

8. Uso de fitosanitarios en agricultura Aprovechamiento de los efectos alelopáticos Productos puros de sintesis Transformación de substancias naturales Substancias naturales aisladas

9. Rotaciones orgánicas de cultivos para la producción de cereales: un ejemplo Rotación 1 Rotación 2 Rotación 3 Rotación 4 Cebada P. Cebada P. Cebada P. Trigo H. G - Trebol G - Trebol G - Trebol Avena Avena P. Cereal H. Trigo H. Cebada P. Guis - Ceb Altramuz Remolacha Altramuz H Invierno, P Primavera, G Graminea, Guis Guisantes, Ceb Cebada http://www.agrsci.dk/pvj/plant/croprot/indexuk.shtml

10. Trigo, centeno y maíz contienen 4-hydroxy-1,4-benzoxazin-3-onas (ácidos hydroxamicos) como glucósidos Aleloquímicos en algunos cereales Trigo: DIMBOA, DIBOA Centeno: DIBOA Maize: DIMBOA. DIM2BOA

11. Actividad biológica de las4-hydroxy-1,4-benzoxazin-3-onas • Incrementa la resistencia de los cereales a insectos, hongos y bacterias • Desencadena la reproducción en mamiferos que pastan gramineas • Influye en el desarrollo de malas hierbas • Estan involucradas en la detoxificación de fitosanitarios • Son agentes mutagénicos

12. Actividad biológica de las4-hydroxy-1,4-benzoxazin-3-onas. Ejemplos • Incrementan la resistencia del maíz al taladro • Incrementan la resistencia de los cereales a los pulgones • Inhibe el desarrollo de raíces y coleóptilo de la avena loca

13. Estructura molecular de las4-hydroxy-1,4-benzoxazin-3-onas

14. Mecanismo de decomposición de4-hydroxy-1,4-benzoxazin-3-ones a benzoxazolinonas, p.e.: DIBOA decompuesto a BOA DIBOA BOA

15. Descomposición posterior de las benzoxazolinonas en el suelo Kumar et al, 1993: BOA  2-amino-3H-phenoxazin-3-ona Nair et al, 1990: BOA  2,2´-oxo-1,1´-azobenzeno (AZOB)

16. Descomposición posterior de las benzoxazolinonas en el suelo R = H DIBOA-glu BOA AZOB

17. Utilización del centeno como cubierta vegetal o acolchado verde • Barnes & Putnam, 1986 • Barnes & Putnam, 1987 • Mwaja et al, 1995 • Chase et al, 1991 • Ensayos recientes en rotaciones de agricultura orgánica: • El centeno se siembra a una densidad triple de la normal, se entierran las plántulas y, después, sen siembra un cultivo de invierno

18. Niveles de concentración de DIMBOA en trigo • Oscilan entre 1,4 a 10,9 mmol DIMBOA/kg de peso fresco en 52 cultivares Chilenos (plántulas jóvenes) • Revisión mundial de 37 cultivares: de 0.99 a 8.07 mmol DIMBOA/kg de peso fresco • Triticum speltoides: 16 mmol DIMBOA /kg de peso fresco (plántulas de10 días)

19. Niveles teóricos de concentración de DIMBOA en el suelo • 0.99-16 mmol/kg en plántulas jóvenes • 400 plantas por m2 • peso de cada plántula 0.25g • 190-3078 g DIMBOA por hectárea • 105-1701 g AZOB por hectárea

20. Búsqueda bibliogáfica • DIMBOA or DIBOA or hydroxa* or benzoxaz* or (allelo* and (wheat or rye or maize)) • 2159 citas desde 1972 • 195 citas desde 1999

21. FATEALLCHEM Comportamiento y toxicidad de los aleloquímicos en relación con el ambiente y el consumidor

22. BT2 • Cultivo de trigo en 2 países • Evaluación económica Aislameno e identificación de aleloquímicos de plantas Aislamento e identificación de meatobolitos de aleloquímos del suelo • Quantificación de aleloquímicos en plantas+suelo • Evaluación entre laboratorios de los resultados analíticos BT1 • Desarollo de métodos analíticos para aleloquímicos en plantas y suelo • Evaluación entre laboratorios de los resultados analíticos BT3 Estudios de degradación de aleloquímicos en suelo Efectos herbicidas de plantas de trigo incorporadas al suelo Efectos insecticidas de plantas de trigo enteras Ecotoxicología de aleloquímicos en organismos del suelo Ecotoxicología de aleloquímicos en organismos aquaticos Efectos herbicidas de aleloquímicos aislados Efectos insecticidas de aleloquímicos aislados Estudios de sorción de aleloquímicos en suelo Modelos QSAR de la ecotoxicología de aleloquímicos Estudios de germinación con compuestos aleloquímicos Modelos QSAR del destino de aleloquímicos BT5 BT4 Modelos QSAR de la toxicología al hombre de aleloquímicos BT6

23. Resultados previstos I: SI se identifican las variedades de trigo con propiedades alelopáticas bien descritas y eficientes contra una o más de las malas hierbas y/o plagas más importantes y los aleloquímicos tienen una toxicidad ambiental baja

24. Resultados previstos I: ENTONCES es posible la explotación comercial de aleloquímicos aislados y/o es posible la explotación comercial de las variedades de trigo identificadas por los mejoradores vegetales para su uso tanto en agricultura orgánica como convencional y/o es posible la explotación de los conocimientos adquiridos en ingeniería genética y/o es posible la utilización por los agricultores utilizando las variedades conocidas por sus elevadas concentraciones (dependiendo de los costes de producción y/o de los rendimientos que se puedan obtener)

25. Resultados previstos II: SI la evaluación de los riesgos para el ambiente y el hombre muestra que los alelopáticos tienen un riesgo igual o superior que los fitosanitarios de síntesis Danish Institute of Agricultural Sciences, Sept 7-8, 2001

26. Resultados previstos II: ENTONCES se deberán poner en práctica nuevos puntos de vista en la utilización de cultivos con propiedades alelopáticas y / o los mejoradores vegetales deberán buscar variedades con bajas concentraciones y / o las autoridades que regulan las normas para el medio ambiente y la salud humana deberán tener en cuenta a los aleloquímicos y / o deben ser discutidas las definiciones de ”agricultura orgánica”

27. Resultados previstos III: SI ninguna de las variedades probadas tiene propiedades alelopáticas bien descritas y eficientes pero tiene algún efecto, aunque sea menor que el de los fitosanitarios de sintesis y el riesgo para el ambiente y el hombre es bajo

28. Resultados previstos III: ENTONCES el cultivo de algunas de las variedades probadas con propiedades alelopáticas aún puede ser útil para la agricultura orgánica y el desarrollo por mejora de nuevas variedades para agricultura orgánica todavía es útil (dependiendo del balance económico)

29. Conclusiones Tóxico? Transporte a aguas subterráneas? Exposición de plantas no objetivo u otros organismos vivos? Cheng, 1992

30. ¡Una aproximación holística! Estudios en el futuro