Uso de materiales nanoestructurados para modular el comportamiento de plaguicidas en el suelo

Abstract

El rendimiento adecuado de la producción agrícola se basa en la aplicación de plaguicidas para afrontar la incesante demanda de alimentos por el crecimiento de la población. El empleo de plaguicidas sintéticos para el control de plagas, malas hierbas y enfermedades de los cultivos es motivo de una gran preocupación en la actualidad, por los efectos perjudiciales que estas sustancias pueden causar sobre el medio ambiente y la salud humana. Por estos motivos, la legislación es cada vez más restrictiva y persigue una optimización de las formulaciones utilizadas y nuevas estrategias de gestión alternativas para garantizar la producción agrícola ambientalmente sostenible.1 Los materiales arcillosos, como los filosilicatos, los hidróxidos dobles laminares, también conocidos como hidrotalcitas y el carbón biológico o biochar, material obtenido a partir de la pirólisis de biomasa de diversa procedencia, son materiales nanoestructurados de origen natural con una gran versatilidad como adsorbentes de compuestos orgánicos.2,3 En los últimos años, ha aumentado el interés por explotar las propiedades adsorbentes de estos materiales debido a que pueden ser modificados y/o diseñados para la obtención de nanoadsorbentes adaptados a la molécula o moléculas que se quiera adsorber. Por tanto, pueden prepararse formulaciones mejoradas de plaguicidas basadas en estos adsorbentes para el desarrollo de nanoformulaciones innovadoras que mejoren la eficacia de estos agroquímicos además de proteger el medio ambiente. Un enfoque adicional es adicionar estos materiales con propiedades adsorbentes directamente al suelo para mejorar la retención de los plaguicidas tras ser aplicados en sus formulaciones convencionales. De esta manera, su actividad residual puede incrementarse en la rizosfera, donde deben ejercer su acción. En este caso la liberación controlada del ingrediente activo tendría lugar in situ en el suelo tras la aplicación del plaguicida. Por otra parte, el 30% de los plaguicidas que se aplican actualmente a los suelos son quirales y se hace como mezclas de enantiómeros o mezclas racémicas, a pesar de que sólo uno de ellos es el responsable de la actividad biológica. Así, se han generado nuevos problemas asociados al uso de plaguicidas que requiere un conocimiento profundo de los procesos enantioselectivos que sufren estos plaguicidas en el suelo. Por tanto, se hace imprescindible conocer el efecto que los nanomateriales propuestos ejercen sobre la enantioselectividad de los procesos de transporte y transformación que sufren los plaguicidas quirales una vez aplicados al suelo, para su potencial uso en formulaciones comerciales.3

1 Godfray, H. C. J.; Beddington, J. R.; Crute, I. R.; Haddad, L.; Lawrence, D.; Muir, J. F.; Pretty, J.; Robinson, S.; Thomas, S. M.; Toulmin, C. Science, 2016, 327, 812. 2 Cornejo, J.; Celis, R.; Pavlovic, I.; Ulibarri, M.A. Clay Minerals, 2008, 43, 155. 3 Gámiz, B., Pignatello, J. J.; Cox, L.;Hermosín, M. C. Celis, R. Sci. Total Environ. 2016, 541, 776.