Desarrollo de metodologías de monitoreo químico y biológico y de modelos implemetablesen un paquete informáticocon el fin de evaluar riesgos producidos por pesticidas sobre el ambiente y la agricultura

Abstract

La aplicación de agroquímicos impacta sobre todo el ecosistema. No solo se ven afectados los organismos blanco, sino también poblaciones no objetivo y el ambiente en general. Este impacto es evaluado habitualmente monitoreando por separado suelo, agua, aire y biota. Sin embargo esta información resulta parcial ya que no se tiene una herramienta que sea capaz de integrar y globalizar la información ambiental disponible a partir de la cual sea posible calificar la calidad del ambiente. En este sentido integrador, el presente trabajo de tesis exploró el empleo de la abeja melífera y su colmena como bioindicador de la calidad ambiental de ecosistemas agrícolas, dada su fuerte interacción con el mismo necesaria para su supervivencia (alimentación y reproducción). Se buscó correlacionar los datos químico analíticos de residuos de pesticidas con las observaciones sobre la biología de la colmena para caracterizar la problemática de distintos sistemas productivos donde se emplean agroquímicos, con el objetivo general de contribuir a la evaluación en forma global del efecto que tienen los paquetes tecnológicos utilizados, tanto aisladamente como en conjunto, sobre los ecosistemas en estudio. Se desarrollaron metodologías adecuadas para el análisis multirresiduo en los distintos componentes de la colmena (abejas, cera, miel y polen) de un conjunto de pesticidas que incluyen aquellos empleados en los diferentes sistemas productivos en las zonas donde se encuentren las colmenas. Se realizaron experimentos y monitoreos que involucraron colmenas caracterizadas localizadas en medio de cultivos extensivos típicos de nuestro país, las que fueron luego evaluadas química y biológicamente. Se demostró que los diversos agroecosistemas, los cambios en los mismos y las estaciones del año se pueden diferenciar a través de los perfiles de residuos de pesticidas de cada producto de la colmena. Se mostró mediante un experimento a semi-campo que las abejas efectivamente transfieren residuos de neonicotinoides aplicados en soja al interior de la colmena detectándose los mismos en cera. Se relacionaron las concentraciones de insecticidas presentes en el ambiente con las trazas determinadas en las abejas y se encontró que esta transferencia tiene una relación lineal inversa con su propiedad fisicoquímica Kow, se pudo observar que el pesticida que menos se transfirió (acetamiprid) tiene la presión de 14 vapor más alta. El encontrar relaciones entre la transferencia y las propiedades fisicoquímicas de tiametoxan, imidacloprid y acetamiprid, de cumplirse para un rango mayor de compuestos, permitiría calcular las concentraciones presentes en el ambiente a partir de lo determinado en la colmena. Con los resultados analíticos y biológicos obtenidos se estudió la posibilidad de desarrollar modelos basados en técnicas de aprendizaje automático para la evaluación del riesgo y del impacto ambiental de la utilización de los distintos paquetes tecnológicos para cultivos de extensión como soja, arroz, sorgo, trigo o praderas. Específicamente, se desarrollaron modelos de tipo Support Vector Machines (SVM) utilizando algoritmos implementados en el software libre R para realizar aprendizaje supervisado sobre los datos mencionados explorando el desempeño de distintos subconjuntos de resultados químicos y biológicos como indicadores. Los resultados tienen además relevancia para la actividad apícola, industria incipiente y cada vez más importante en nuestro país. Los insumos químicos, biológicos e informáticos generados en este trabajo de tesis son un aporte al conocimiento y una herramienta para la evaluación de la sustentabilidad de los agroecosistemas del país a través de la implementación de la colmena como un biomonitor.