Tendencias en el sector de I+D de formulaciones orientadas a soluciones para el Sudeste Asiático
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Por Xuemin Wu
El cambio climático, la resistencia y la reducción de la fuerza laboral están creando desafíos para el sector de investigación y el desarrollo (I+D) en protección de cultivos en el Sudeste Asiático.
Si bien existen muchos desafíos, desde la perspectiva de la tecnología de formulación, existen muchas oportunidades. Los cambios en los materiales, las tecnologías y los equipos están generando nuevas soluciones en la agricultura. Por ejemplo, el desarrollo de tecnologías de superficie e interfase, así como el desarrollo de tecnologías nano y de liberación controlada, son avances tecnológicos de vanguardia que impulsan la innovación en las formulaciones.
Las tecnologías de aplicación, como los drones, ofrecen nuevas oportunidades para el desarrollo de formulaciones de pesticidas en el sudeste asiático. Estas tecnologías requieren que las formulaciones de pesticidas tengan una mejor suspensión, adhesión y permeabilidad, promoviendo la optimización de la formulación y el desarrollo de formulaciones respetuosas con el medio ambiente. Mientras tanto, la aplicación precisa mediante drones puede mejorar la eficiencia de utilización de pesticidas y, al mismo tiempo, promover el desarrollo de formulaciones especiales principalmente para drones.
Una tercera oportunidad son las formulaciones inteligentes para satisfacer las necesidades de diferentes cultivos y plagas. En general, los cambios tecnológicos están impulsando las formulaciones de pesticidas hacia una mayor eficiencia, seguridad y protección del medio ambiente.
PUNTOS DE ENTRADA
Una primera consideración a la hora de afrontar cualquier proyecto debe abarcar estos tres puntos de entrada:
1.Principales plagas y enfermedades: De acuerdo con las tendencias cambiantes de plagas y enfermedades en la región objetivo, el equipo de I+D debe buscar soluciones innovadoras para estas plagas y enfermedades. Por ejemplo, la enfermedad Huanglong de los cítricos, la sarna del trigo, la podredumbre del tallo, etc. Los equipos deben centrarse en las principales necesidades de control de plagas y enfermedades en la región específica para encontrar puntos de avance.
2. Tecnología Agrícola: La I+D de tecnología de formulación debe combinar la nueva tecnología de aplicación y los métodos de aplicación para llevar a cabo innovaciones en la formulación, como formulaciones especiales y adyuvantes para la protección de cultivos con vehículos aéreos no tripulados (UAV) y formulaciones de alta eficacia y ahorro de mano de obra para los arrozales.
3. Innovación: Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la introducción de nuevos materiales y tecnologías tiene un papel importante en la promoción del desarrollo y la innovación de formulaciones, como nuevos surfactantes, materiales verdes, nuevas técnicas de prueba y caracterización.
FÓRMULAS PARA DRONES
En la actualidad, las formulaciones utilizadas en el control de vuelo de vehículos aéreos no tripulados siguen siendo principalmente las utilizadas en la pulverización de campo convencional en el Sudeste Asiático.
El desarrollo de formulaciones especiales adecuadas para el control de plagas mediante vehículos aéreos no tripulados se está convirtiendo en una tendencia en la I+D de protección de plantas mediante vehículos aéreos no tripulados. En este caso, las formulaciones tradicionales, como los polvos humectables (WP) y los gránulos dispersables en agua (WG), pueden verse eliminadas, y algunas formulaciones nuevas, como la dispersión de aceite (OD) y la microemulsión (ME), se utilizarán con más frecuencia. En el caso de las formulaciones especiales para el control de vehículos aéreos no tripulados, también deben cumplir los siguientes requisitos:
Estabilidad a bajas diluciones
En condiciones de baja dilución, el sistema de formulación debe tener una alta estabilidad física y química. En un corto período de tiempo, la formulación no debe presentar problemas como estratificación y precipitación, separación de aceite, floculación y descomposición de los ingredientes activos.
Mezcla de múltiples formulaciones
Debido a la complejidad del proceso de aplicación, los productores suelen aplicar varias formulaciones al mismo tiempo. Por lo tanto, es necesario que una variedad de formulaciones a baja dilución tengan una buena compatibilidad. Esto puede maximizar los requisitos de estabilidad para cumplir con una variedad de formulaciones mezcladas y formulaciones/fertilizantes/adyuvantes de mezcla en tanque mezclados.
Buenas propiedades interfaciales
Dado que la cantidad de líquido de pulverización por unidad de superficie de protección de plantas con UAV es baja, necesitamos reducir la evaporación del líquido y disminuir la deriva. Al mismo tiempo, también necesitamos mejorar las propiedades de deposición, humectación y esparcimiento del líquido para garantizar el pleno rendimiento de la eficacia de la formulación.
Combinación con equipos de aplicación
La aplicación con drones se caracteriza por una baja dilución y una baja cantidad de líquido utilizado por hectárea. Por lo tanto, la calidad de la aplicación con drones es la clave para garantizar la eficacia. Esto requiere que los desarrolladores consideren completamente la evaporación, la deriva y la distribución de la deposición de gotas en diferentes copas de los árboles. Además, para la aplicación en escenarios especiales, como árboles frutales y silvicultura en áreas montañosas, los investigadores también necesitan optimizar la calidad de la aplicación mediante el ajuste de formulaciones e instrumentos.
Además, los adyuvantes desempeñan un papel importante en la mejora de la calidad y la eficacia de la aplicación de los UAV. Con el rápido desarrollo de la industria de los UAV, el desarrollo de adyuvantes de mezcla en tanque para los UAV también está creciendo rápidamente.
Estos nuevos adyuvantes biodegradables desempeñan un papel importante en la regulación del tamaño de las gotas y la distribución del tamaño de las partículas, reduciendo la evaporación y la deriva, aumentando la deposición, la propagación y la penetración de los ingredientes activos y mejorando la resistencia a la lluvia.
INNOVACIÓN
Para el desarrollo de formulaciones de pesticidas existen nuevos requisitos. La alta eficiencia y la seguridad han sido el tema principal de la investigación y el desarrollo de formulaciones. Ahora, el ahorro de mano de obra y de costos son los nuevos requisitos, siendo la precisión y la multifuncionalidad los nuevos puntos destacados.
La I+D de formulaciones tiene en cuenta diversos factores:
- Características del objetivo o presencia de la plaga;
- Escenarios de aplicación y técnicas de aplicación;
- Alta eficiencia, respeto al medio ambiente, ahorro de tiempo y mano de obra.
- Entrega eficiente del objetivo para maximizar la biodisponibilidad;
- Propiedades fisicoquímicas de los IA; y
- Costo y mercado
NANOTECNOLOGÍA Y TECNOLOGÍA DE LIBERACIÓN CONTROLADA
La esencia de las nanoformulaciones es el cambio en el rendimiento y el efecto de control que se produce al reducir o disminuir el tamaño de las partículas. Un tamaño de partícula pequeño aumenta la superficie específica de las partículas de las formulaciones de pesticidas, mejora la solubilidad y la estabilidad del agente y también puede administrar el pesticida con mayor precisión al sitio objetivo, mejorando así su biodisponibilidad.
Sin embargo, en la actualidad, el desarrollo de nanopreparaciones sigue planteando algunos problemas: 1) el coste de procesamiento y fabricación sigue siendo elevado; 2) si la relación coste-beneficio está en consonancia con la demanda del mercado y el posicionamiento del producto; y 3) la cuestión de la seguridad medioambiental. Por tanto, en mi opinión, la aplicación y la promoción comercial a gran escala de las nanopreparaciones todavía necesitarán algún tiempo.
Las formulaciones de liberación sostenida y controlada pueden extender la vida útil, reducir la cantidad de aplicaciones, mejorar la seguridad para organismos no objetivo (por ejemplo, herbicidas) y enriquecer la cartera y la funcionalidad de la formulación (por ejemplo, ZC). Las formulaciones de liberación controlada deben liberar el ingrediente activo a una velocidad adecuada dentro del marco de tiempo objetivo, lo que requiere un control preciso de la preparación y el diseño del material.
En términos de estabilidad de la formulación, debemos garantizar que las nanopartículas permanezcan estables y no se agreguen durante el almacenamiento y el transporte, lo que requiere adyuvantes y métodos de preparación eficientes.
El desarrollo de adyuvantes también es una dirección clave.
El desarrollo y la producción de nanotecnología y tecnología de liberación controlada suelen ser costosos, y reducir el costo de producción y seleccionar el equipo adecuado para la producción a gran escala es un desafío importante.
También existe la necesidad de materiales. En vista de la influencia del riesgo de los microplásticos y de la prohibición mundial de los plásticos, la investigación y el desarrollo de materiales respetuosos con el medio ambiente desempeñan un papel importante en la promoción del desarrollo de formulaciones de liberación controlada y nanotecnológica. Algunos productos de formulación de plaguicidas con tecnología de liberación lenta que se encuentran actualmente en el mercado pueden ser reemplazados gradualmente por biomateriales biodegradables. Esta debería ser otra área de atención.
LUCHA CONTRA LA RESISTENCIA
En el ámbito de la I+D, uno de los grandes problemas que hay que afrontar es la resistencia. Para ello, la gestión de la resistencia debe ser una estrategia a largo plazo que se centra en desarrollar soluciones con plaguicidas químicos. A medida que se sigan utilizando plaguicidas en la agricultura a gran escala, es posible que la resistencia no se pueda evitar durante algún tiempo, pero la clave es analizar cómo frenar este proceso.
Monitoreo de resistencia
En primer lugar, los equipos de las empresas de protección de cultivos deben fortalecer la capacidad de monitoreo de la resistencia. Los equipos deben comprender plenamente el alcance de la resistencia en función de las características del objetivo de control. Es particularmente importante contar con un sistema de monitoreo de la resistencia en el campo.
Los datos sobre la resistencia a las plagas y enfermedades deben enviarse a la empresa de protección de cultivos o al agricultor de manera oportuna, a fin de proporcionar una base para el desarrollo de formulaciones y el ajuste de las estrategias de uso. Aquí es donde puede entrar en juego la tecnología digital. La teledetección mediante drones y las plataformas digitales de las empresas pueden proporcionar a los productores información sobre la resistencia específica de sus áreas de cultivo. En resumen, la toma de decisiones rápida y precisa es fundamental.
Formulaciones compuestas
Segundo es el desarrollo de formulaciones compuestas. Los equipos deben utilizar la ley de diferencias cíclicas en la resistencia a los pesticidas, combinando compuestos con diferentes mecanismos de acción y llevando a cabo múltiples mecanismos de acción de los inhibidores de la aromatasa para desarrollar coformulaciones.
La práctica ha demostrado que esto puede reducir la velocidad de desarrollo de la resistencia. Este enfoque no solo mejora la eficacia, sino que también ralentiza eficazmente la resistencia de las plagas y enfermedades a un único ingrediente activo.
Rote soluciones
En tercer lugar, las empresas deberían rotar los medicamentos. Los agrónomos y los productores deben disponer de una variedad de herramientas para hacer frente al problema de la resistencia. Los investigadores desarrollan estrategias basadas principalmente en el mecanismo de acción de los ingredientes activos y el patrón cíclico de las diferencias en la resistencia de las plagas. En el caso de las empresas de protección de cultivos, la práctica consiste en almacenar productos y alternar entre diferentes modos de acción para frenar el desarrollo de la resistencia.
Elabore la dosis correcta
En cuarto lugar, se deben desarrollar estrategias científicas de control de plagas. Se deben conocer los umbrales de concentración ambiental de los ingredientes activos para controlar la aparición de plagas y enfermedades, especialmente en el caso de las nuevas moléculas; la dosis debe controlarse estrictamente para evitar un control excesivo y retrasar la aparición y el rápido crecimiento de la resistencia. •
Xuemin Wu es profesor del Laboratorio Nacional de Formulación y Adyuvantes de Pesticidas en la
Universidad de Agricultura de China
