Evaluación de los impactos relativos y los costos económicos de los métodos de manejo del nudo japonés

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 3872 (2023) Citar este artículo

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La gestión sostenible de la tierra abarca una gama de actividades que equilibran los requisitos de uso de la tierra con consideraciones más amplias de conservación e impacto en el ecosistema. Las plantas exóticas invasoras perennes (PIA), como el nudo japonés, causan graves impactos ecológicos y socioeconómicos, y los métodos para controlar su propagación también tienen un costo. Los herbicidas sintéticos generalmente se consideran menos sostenibles y más dañinos ecológicamente que los enfoques alternativos. Aquí utilizamos una evaluación comparativa del ciclo de vida para evaluar la sostenibilidad de los enfoques de manejo basados en herbicidas y las alternativas físicas, utilizando un estudio de campo japonés a gran escala como sistema IAP modelo. Los métodos basados en glifosato provocaron los impactos ambientales y costos económicos más bajos durante la producción. El recubrimiento con geomembranas y los métodos fisicoquímicos integrados fueron los más costosos e impusieron los mayores impactos. Discutimos los costos y beneficios de los enfoques químicos y físicos para el manejo sustentable de tierras invadidas y cuestionamos cómo se define la gestión ambiental sustentable para el control de las PAI.

A medida que aumenta la atención mundial sobre la sostenibilidad ambiental, los herbicidas han sido objeto de escrutinio debido a sus impactos ambientales, ecológicos y sociales1,2. La aplicación de herbicidas juega un papel importante en el manejo de plantas exóticas invasoras (PIA)3, que a su vez imponen impactos negativos4,5,6. Sin embargo, con la creciente demanda de soluciones sostenibles, se postulan métodos de gestión alternativos para causar menos daños7. Se ha investigado la viabilidad de los agentes de biocontrol8,9, el uso de exudados de raíces y otras alternativas naturales2 y los métodos de manejo físico como el corte10, la excavación11, el cubrimiento (revisado por Dusz et al.12) y el tratamiento eléctrico13 también están ganando interés para garantizar alineación con los objetivos de gestión sostenible.

A pesar de que se presta cada vez más atención a soluciones de gestión novedosas, la evidencia de los impactos relativos de estos diferentes enfoques es limitada. Además, las evaluaciones de impacto a menudo se centran en las implicaciones posteriores a la aplicación; esto representa sólo una etapa en el ciclo de vida de los métodos de gestión IAP. La extracción, producción, formulación, envasado, almacenamiento, transporte y uso de materias primas son procesos intrínsecos de cualquier enfoque utilizado para el control de la PAI. Si estas etapas se omiten en la evaluación, la priorización de las opciones de tratamiento de IAP puede verse sesgada hacia aquellas que exhiben bajos impactos en la fase de uso y post-uso, independientemente de su riesgo ambiental general. Independientemente de la motivación para limitar el uso de herbicidas, los métodos químicos son particularmente importantes para algunas plantas invasoras3. El nudo japonés (Reynoutria japonica var. japonica) es un ejemplo bien conocido de las dificultades asociadas con el manejo de la IAP perenne. Las complicaciones en el manejo del nudoso surgen de su plasticidad en la tolerancia ambiental14,15, su resiliencia a las perturbaciones físicas16,17, sus capacidades de dispersión vegetativa18 y su amplio almacenamiento de energía en los rizomas19. Este PAI impacta negativamente a los ecosistemas nativos, reduciendo la biodiversidad y alterando la provisión de servicios ecosistémicos20,21. La amenaza percibida de daños a la propiedad como resultado de la infestación de nudos también ha impactado los préstamos hipotecarios y la valoración de las viviendas22. Por lo tanto, la gestión sostenible es imperativa.

Se han propuesto numerosos métodos de tratamiento para el nudo japonés8,11,23 con distintos grados de éxito. Los métodos físicos (incluidos cubrir, cortar, quemar, excavar y encapsular) son de particular interés ya que se consideran más eficientes para los sitios de desarrollo. Sin embargo, estos métodos requieren mucha mano de obra, son costosos y algunos (particularmente el corte) pueden exacerbar la dispersión del nudo24. El control biológico también se ha investigado ampliamente como una opción respetuosa con el medio ambiente, aunque hasta la fecha las pruebas de éxito son limitadas25. Los enfoques químicos que emplean glifosato se consideran los más exitosos para el manejo del nudoso23,24. Sin embargo, existen percepciones sociales negativas sobre los herbicidas debido a la preocupación por los impactos sobre la biodiversidad y la salud humana. Esto aumenta el riesgo de desregulación, poniendo en peligro una gestión eficaz del nudo26 y un control más amplio de la PAI; particularmente dado que las tasas de invasión biológica aún no han alcanzado la saturación27.

Existe un equilibrio entre la eficacia del control y los impactos de la gestión28; ambas facetas de nuestra responsabilidad más amplia de mitigar los efectos antropogénicos negativos sobre el medio ambiente. Comprender las consecuencias de esto depende de la recopilación de datos a largo plazo a una escala relevante, una brecha clave en la ciencia de las invasiones29. Para evitar cambios de carga, las opciones de gestión deben basarse en la eficacia del control y los impactos en el medio ambiente y la salud humana28,30. Se deben considerar los impactos a lo largo de los ciclos de vida de los métodos de tratamiento para determinar la verdadera sostenibilidad de la gestión de la PAI e identificar prioridades que se alineen con los compromisos nacionales y globales con la sostenibilidad y la gestión de los recursos naturales31.

Los costos económicos también son pertinentes para la selección de estrategias de gestión de IAP. Se estima que el costo anual global de la gestión de especies invasoras es de 26.800 millones de dólares32. Se ha calculado que el nudo japonés cuesta £165.609.000 al año en el Reino Unido4. Las estimaciones actuales de costos están asociadas principalmente con el manejo de la maleza en sitios de desarrollo, redes de carreteras y ferrocarriles, en terrenos o jardines privados y en hábitats seminaturales. Los costos indirectos asociados con el nudo incluyen asesoramiento y acciones legales y devaluación de la propiedad. Por lo tanto, los costos económicos del nudo afectan a una variedad de sectores, así como al público en general y a las autoridades locales. Comparar el costo de los métodos de gestión puede informar la viabilidad y la priorización de los métodos para garantizar el uso eficaz de los recursos, lo que es especialmente relevante cuando se gestiona a escala.

La percepción pública es cada vez más importante para la presentación de informes y la implementación de una gestión sostenible de las especies invasoras33. Los sistemas de valores, los prejuicios, los impactos de las especies invasoras y los intereses económicos son factores clave que influyen en la percepción y, por tanto, en el apoyo a los enfoques de gestión34,35. Investigaciones recientes muestran una disparidad entre las opiniones de los expertos en naturaleza, los usuarios y el público en general cuando se trata de la aceptación de métodos de manejo de especies invasoras36, destacando la importancia de la participación de las partes interesadas en los informes de sostenibilidad y la evaluación científica sólida de los enfoques de manejo. Al considerar los impactos y costos de los productos utilizados en la gestión de IAP a lo largo de todos los ciclos de vida, se puede informar mejor sobre la sostenibilidad de los métodos de gestión de IAP, fomentando una alineación significativa con los objetivos de sostenibilidad. Para determinar la sostenibilidad más amplia de los métodos de manejo de la IAP, este estudio realizó una Evaluación del Ciclo de Vida (LCA) comparativa de los métodos de tratamiento de la hierba nudosa japonesa utilizando una prueba de campo a gran escala y a largo plazo (Jones et al.23) como estudio de caso. Si bien los productos utilizados para el manejo de plantas invasoras probablemente hayan estado sujetos a ACV durante su formulación, esta información no está disponible para el público y hay poca comparación de dichos productos en el contexto de sistemas modelo a largo plazo relevantes para el campo que representen condiciones ambientales realistas. escenarios. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo contribuir a esta brecha de conocimiento mediante la evaluación de los impactos ambientales de las estrategias de control del nudo japonés utilizando ACV y la evaluación de los costos económicos relativos para garantizar una alineación significativa con los objetivos de sostenibilidad en el manejo de malezas.

El objetivo de este estudio es evaluar y comparar los impactos de siete métodos de manejo del nudo japonés durante la fase de producción. Los métodos de manejo utilizados en este estudio se basan en un estudio a largo plazo sobre el manejo del nudo japonés realizado por Jones et al.23 e implican un tratamiento químico utilizando diferentes tiempos y tasas de aplicación de glifosato, picloram y 2,4-D, integrando métodos fisicoquímicos que incluyen excavación y recubrimiento con geomembranas. Los detalles completos se encuentran en la Tabla 1. Los impactos ambientales se modelaron y evaluaron utilizando los indicadores de impacto proporcionados en el método de evaluación de impacto ReCiPe en el nivel medio (18 categorías) y final (3 categorías)37 (Tabla complementaria S1). Estos indicadores se utilizaron para proporcionar una imagen integral de los impactos relativos de cada tratamiento. Los costos económicos de implementar cada método también se compararon entre tratamientos para proporcionar colectivamente una base para la evaluación de las implicaciones y la practicidad de estos métodos para el manejo de nudos a gran escala.

Este estudio utilizó como sistema modelo una prueba de campo a gran escala de control de la hierba nudosa japonesa con sede en el sur de Gales, Reino Unido. Si bien el objetivo de Jones et al.23 era evaluar la eficacia del tratamiento con nudos, se conservaron datos sobre los materiales y productos utilizados y el consumo de tiempo por tratamiento. Esto proporciona datos para evaluar los impactos de los métodos de manejo de la maleza a una escala relevante para el campo. Todos los tratamientos aplicados en Jones et al.23 se utilizaron de acuerdo con las pautas del fabricante y, por lo tanto, se supone que son representativos de los métodos de tratamiento ampliamente utilizados para el manejo de plantas invasoras en Europa y América del Norte. Los tratamientos se evaluaron utilizando parcelas de campo de 225 m2, y cada tratamiento se replicó por triplicado, lo que permitió evaluar la mayoría de los tratamientos en un área total de 675 m2, excepto el tratamiento de cobertura, que consistió en una sola parcela (225 m2). Dado que este sistema modelo evaluó los métodos de tratamiento durante varios años, hubo datos disponibles para evaluar los impactos a largo plazo de cada enfoque de gestión. En este estudio no se evaluó la extracción, quema y excavación de nudos japoneses, ya que estos enfoques se consideraron demasiado costosos, intensivos en mano de obra y también podrían aumentar el riesgo de dispersión de nudos23.

Los grupos de tratamiento seleccionados para LCA fueron un subconjunto de tratamientos probados por Jones et al.23 y fueron elegidos como representativos de los métodos de manejo químicos, fisicoquímicos y físicos según la eficacia y las recomendaciones actuales de la industria (Tabla 1).

Los datos de aplicación anual de herbicidas se convirtieron en uso total de herbicidas por hectárea (ha) medido como (L ha-1) y equivalente de ácido del ingrediente activo (AE) por hectárea (kg AE ha-1) (Tabla complementaria S2). Los componentes de cada tratamiento, las tasas de aplicación autorizadas y las tasas de aplicación reales utilizadas por Jones et al. se resumen en la Tabla complementaria S2.

No se pudo medir el uso de herbicidas para el tratamiento P2.69, F+SL, S + G3.60, F, A (aspersión foliar y al suelo con picloram (Tordon 22 k®) a principios de primavera y aspersión foliar con glifosato (Glyfos ProActive®) en otoño) a partir de 2015, ya que el uso de picloram (el ingrediente activo de Tordon 22 K®) estaba restringido en la UE. Por lo tanto, se evaluó la cantidad real de herbicida utilizado, así como los valores proyectados del herbicida total utilizado si no se hubiera restringido el uso de picloram. Dado que la tasa de aplicación de Tordon 22 K® se habría mantenido aproximadamente constante cada año, los valores proyectados se obtuvieron multiplicando la cantidad de herbicida utilizado en el año 2 por 3; Por lo tanto, la tasa de aplicación total incluyó las tasas de aplicación registradas para los años 1 y 2 y las tasas de aplicación proyectadas para los años 3 a 5. Este enfoque también se aplicó al tratamiento D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A ( aplicación de picloram y glifosato).

Como se detalla en Jones et al.23, los herbicidas se aplicaron con tinte y adyuvante (Topfilm; 1,2 L ha-1) utilizando un pulverizador de mochila equipado con una lanza telescópica de 0,75 a 1,5 m y una boquilla de abanico plano. Antes de la aplicación inicial de picloram al suelo (P2.69, F+SL, S + G3.60, F, A), se limpiaron los tallos y la hojarasca del nudo japonés sobre el suelo para facilitar una cobertura uniforme del suelo y permitir el transporte de herbicidas a los brotes emergentes y al rizoma. Para la aplicación de inyección en tallos (G65.00, ST, A), en otoño durante el tratamiento inicial, se inyectó a tallos individuales glifosato sin diluir (volumen de inyección de 3 a 5 ml; equivalente a 65,00 kg AE ha-1). No se incluyó adyuvante para la inyección del vástago. En los años siguientes, la aplicación foliar de glifosato (3,60 kg AE ha-1) se realizó en otoño.

Para el corte y la aplicación foliar de glifosato en otoño (DS + G3.60, F, A), se cortó el nudo japonés en verano utilizando una sierra desbrozadora Stihl FS-450 Professional de 2,1 kW. La aplicación foliar de glifosato (3,60 kg EA ha-1) se realizó en otoño y se repitió en los años siguientes. La excavación (DS + G3.60, F, A y D + P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A) se realizó en primavera utilizando una retroexcavadora JCB 3CX hasta una profundidad de 2,5 m, con material de rizoma clasificado y concentrado en la superficie del suelo por el operador. A esto le siguió la aplicación al suelo de picloram (Tordon; 2,69 kg AE ha-1) en primavera para P2.69, F+SL, S + G3.60,F, A. Ambos tratamientos DS + G3.60, F, A y D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A recibieron una aplicación foliar de glifosato (3.60 kg AE ha-1) en otoño. La excavación solo se realizó durante el primer año de tratamiento, aunque la aplicación de herbicidas al suelo y por aspersión foliar continuó en los años siguientes.

El cubrimiento (MemCov) fue el único método de manejo físico probado por Jones et al.23. La hojarasca de Knotweed se aplanó y se dejó in situ antes de que surgiera un nuevo crecimiento. Se colocó geomembrana de polietileno de alta densidad (HDPE) (Visqueen® 300 µm 1200 calibre) sobre el área de tratamiento a principios de la primavera y se mantuvo en posición durante la duración del experimento. El crecimiento de nudos debajo de la membrana se aplanó y la emergencia visible alrededor de la cubierta se sacó a mano y se dejó debajo de la membrana.

Este ACV cubre la etapa de producción de siete métodos de tratamiento de nudo japonés (Tabla 1; Fig. 1). El límite del sistema incluye la fabricación de ingredientes activos con insumos de material y energía, la producción de ingredientes inertes y la mezcla, combinación y dilución de ingredientes activos herbicidas con ingredientes inertes para crear productos herbicidas. La producción y el transporte de coformulados (es decir, amina de sebo) y el envasado de herbicidas también se incluyen dentro de los límites del sistema. Los equipos de aplicación de herbicidas (por ejemplo, pulverizadores de mochila) se omitieron en este estudio porque eran comunes a todos los métodos de tratamiento químico y no se consideró que contribuyeran directamente a los impactos en el manejo del nudo, ya que son reutilizables. Los aditivos para pulverización (por ejemplo, Topfilm®) también se omitieron en este ACV porque no hay datos suficientes sobre su producción.

Límites generales del sistema para este ACV comparativo. La composición de cada tratamiento se detalla en la Tabla 2.

La unidad funcional en este estudio es la aplicación de 1 ha de tratamientos de control de nudo japonés durante un período de 5 años. Se eligió esta unidad funcional porque refleja el conocimiento establecido sobre el tratamiento práctico del crecimiento del nudo sobre el suelo a una escala espacial relevante para el campo23.

Los insumos de materiales para cada método de tratamiento (convertidos a kg ha-1) se calcularon a partir de registros a largo plazo mantenidos como parte de las pruebas de campo de control de la nudita japonesa en curso (Tabla 2). El etoxilato de amina de sebo es un coformulante comúnmente utilizado en formulaciones a base de glifosato que está presente en una proporción del 9 % p/p en Glyfos ProActive®. La proporción de glifosato a sebo amina se calculó en 4,58:1 a partir de las etiquetas de los productos de los herbicidas utilizados en Jones et al.23. Esto se usó para calcular la cantidad de amina de sebo utilizada por grupo de tratamiento (Ec. (1))

Los insumos de gasolina y diésel estuvieron relacionados con el uso de maquinaria para excavar y cortar vegetación en tratamientos fisicoquímicos (Cuadro 2).

Los datos de las bases de datos del Inventario del ciclo de vida (LCI) Agri-footprint (Blonk Sustainability, Países Bajos) y EcoInvent 3 (Ecoinvent, Suiza) se utilizaron para los procesos de producción iniciales (Tabla complementaria S3). Estas bases de datos se pueden utilizar para modelar los impactos ambientales basándose en datos cuantitativos sólidos. Se verificaron la compatibilidad y los enfoques metodológicos consistentes en todas las bases de datos antes de su uso para garantizar la validez de los resultados producidos. Los materiales y procesos específicos utilizados en SimaPro se muestran en la Tabla complementaria S3.

Los impactos de cada método de tratamiento se compararon utilizando el método LCIA de punto medio y final de ReCiPe 201637 en SimaPro 9.0.0.48 PhD (Pré Sustainability, Países Bajos). El método de evaluación de impacto jerárquico (H) se utilizó tanto en el nivel de evaluación del punto medio (orientado a problemas, 18 categorías de impacto) como en el punto final (orientado a daños, 3 categorías de impacto). El enfoque jerárquico se basa en el consenso científico sobre los plazos apropiados y la plausibilidad de los mecanismos de impacto37; La escala de tiempo adoptada para evaluar los impactos utilizando este enfoque es de 100 años. Se realizó un análisis de sensibilidad para determinar si el método de evaluación de impacto influyó en los resultados. Se encontró que los valores de los impactos calculados para los ocho enfoques de gestión de nudos evaluados en tres categorías de impacto comunes calculadas por ReCiPe 2016, punto medio ILCD 2011 + V1.10 y EF 3 no tenían una distribución normal y se compararon utilizando un modelo Kruskal-Wallis unilateral. prueba para determinar diferencias significativas. Las estadísticas y la presentación gráfica se realizaron en R 3.4.338 utilizando el paquete ggplot239.

La evaluación económica se centra en los costos de implementación de tratamientos con nudo japonés. Los costos se evaluaron bajo la unidad funcional del ACV (es decir, se evalúan como £ ha-1 5 años), aunque los costos de producción no se calcularon debido a la cantidad de materiales utilizados en la producción de herbicidas. La evaluación económica incluyó costos de materiales, tiempo invertido por tratamiento, costos de combustible para implementar los tratamientos y costos de mano de obra. Se excluyeron la inflación y los mayores costos de combustible (por ejemplo, viajes al sitio) ya que estos costos comúnmente afectan a todos los tratamientos y, por lo tanto, no se espera que influyan en la interpretación de los costos relativos entre los métodos de tratamiento.

La evaluación económica de los métodos de tratamiento incluyó los precios de los productos envasados (GBP£) recopilados de Agrigem Ltd (Tabla complementaria S4). Se utilizó el precio de Monsanto Amenity Glyphosate en lugar de Glyfos Proactive®, ya que este producto se retiró del uso en el Reino Unido en 2018. El precio medio de Icade® y Synero® se utilizó como indicador de Tordon 22 K, que se desreguló en 2015, como estos productos se parecen más a Tordon 22 K. El precio de la geomembrana Visqueen HDPE se obtuvo del sitio web de Visqueen. Los costos de combustible se omiten aquí ya que están incluidos en los costos de operación de la máquina. Los datos sobre el consumo de tiempo (horas) por tratamiento se recopilaron a partir de registros de campo y se convirtieron a tiempo (horas) ha-1 por año (Tabla 3).

También se registró y cotejó el tiempo dedicado a los componentes físicos de los tratamientos con nudo japonés (Tabla 4).

Los datos de consumo de tiempo se utilizaron para calcular los costos de mano de obra en función de los salarios representativos de los profesionales del control de malezas, confirmados por el contratista especializado en manejo de malezas de servicios Complete Weed Control Ltd. Para la excavación, los costos de alquiler de maquinaria y mano de obra se combinan y se basan en una jornada laboral de 10 horas. (información obtenida de Marlay Project Management Ltd; Tabla complementaria S5).

Los costos de materiales, el tiempo invertido por tratamiento y los costos de mano de obra se calcularon por ha por tratamiento para alinearlos con la unidad funcional. Aunque este estudio abarca 5 años (por unidad funcional), no se incluyen los costos inflacionarios ni las fluctuaciones de costos.

Los costos económicos de los impactos ambientales finales calculados por el ACV se pueden monetizar utilizando factores de conversión. Como los impactos ambientales inherentemente conllevan costos económicos, se calcularon los costos totales por tratamiento para informar mejor los impactos económicos de los métodos de tratamiento del nudo japonés. Esto podría contribuir a informar sobre los costos que pueden mitigarse durante el desarrollo de productos y enfoques fitosanitarios. Hay tres categorías de impacto final: salud humana (años de vida ajustados por discapacidad, AVAD), ecosistemas (especies perdidas-año) y uso de recursos (dólares estadounidenses). Los factores de conversión utilizados en este estudio siguen a Ögmundarson et al.40, donde el factor de conversión para la salud humana es 100 000 USD/DALY y 65 000 USD/especie.año para los impactos a los ecosistemas.

Los costos de los impactos ambientales se calculan utilizando la siguiente ecuación. (2)41:

donde \({ED}_{i}\) son los resultados de la evaluación de impacto ambiental y \({m}_{i}\) es el factor de conversión para la iésima categoría de daño de la LCIA41. Una vez convertidos de impactos a costos (USD), se convirtieron a GBP para mantener la coherencia. Luego se calcularon los costos totales por tratamiento utilizando la ecuación. (3)41:

donde \({F}_{c}\) es el costo total por tratamiento, \({C}_{LCA}\) es el costo de los impactos ambientales y \({C}_{e}\) es el coste económico de implementar cada tratamiento.

Tratamientos con métodos físicos (D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A, D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A(proyectado) y MemCov) mostró los impactos más altos en 11 de 18 categorías de impacto en comparación con los métodos químicos (es decir, inyección de tallo, G65.00, St, A) que hicieron la mayor contribución a seis categorías (Tabla complementaria S6, Fig. 2). La cubierta de geomembrana de polietileno de alta densidad (HDPE) de nudo japonés (MemCov) mostró la mayor contribución a seis de las 18 categorías de impacto (Tabla complementaria S6, Fig. 2). La inyección de tallos y el recubrimiento de geomembranas mostraron la mayor contribución a la ecotoxicidad marina, lo que indica que la cantidad de producto utilizado en cada tratamiento es un factor importante que influye en los impactos de la producción.

Contribución relativa (%) de los métodos de tratamiento del nudo japonés a las categorías de impacto del punto medio utilizando el método de evaluación ReCiPe. Consulte la Tabla 1 para obtener una descripción de los tratamientos.

La inyección de tallo (G65.00, St, A) contribuyó más a la ecotoxicidad del agua dulce, la eutrofización del agua dulce, el uso de la tierra, la eutrofización marina, la escasez de recursos minerales y el consumo de agua (Tabla complementaria S6, Fig. 2). La cubierta de geomembrana (MemCov) exhibió los mayores impactos en la toxicidad cancerígena y no cancerígena humana, la formación de ozono que afecta la salud humana y los ecosistemas terrestres y la ecotoxicidad terrestre (Tabla complementaria S6, Fig. 2).

La excavación integrada con aspersión (D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A y D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A(proyectada)) contribuyó emisiones de partículas de mayor a fina, escasez de recursos fósiles, calentamiento global, radiación ionizante, agotamiento del ozono estratosférico y acidificación terrestre (Tabla complementaria S6; Fig. 2). La excavación y el torneado de nudos integrados con aerosol de glifosato (DS + G3.60, F, A) fue con frecuencia el siguiente mayor contribuyente a estas categorías.

Ningún tratamiento que implique la aplicación foliar de herbicida por sí solo hizo la mayor contribución a ninguna categoría (Tabla complementaria S6; Fig. 2). La pulverización foliar de glifosato (G3.60, F, A y G2.16, F, S+A) tuvo los impactos más bajos en 10 categorías de impacto (Tabla complementaria S6, Fig. 2). Los impactos de la pulverización foliar de glifosato dos veces al año (G2.16, F, S+A) fueron 1,1 veces mayores que la aplicación única anual de glifosato (G3.60, F, A) (Tabla complementaria S6).

La aplicación integrada de picloram y glifosato (P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A y P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A (proyectado)) exhibió impactos consistentemente mayores que aplicación de glifosato solo (G3.60, F, A y G2.16, F, S+A) (Tabla complementaria S6, Fig. 2). La aplicación foliar integrada de 2,4-D y glifosato (D2.80 + G2.16; F, S+A) exhibió mayores impactos en el calentamiento global, la radiación ionizante y la acidificación terrestre que la aplicación de glifosato y picloram (P2.69, F+ Sl, S + G3.60, F, A y P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A(proyectado)) y aplicación de glifosato solo. Esto sugiere que la producción de 2,4-D tiene mayores impactos en estas categorías que otros herbicidas. Sin embargo, D2.80 + G2.16; F, S+A tuvo los impactos más bajos en la ecotoxicidad y eutrofización del agua dulce, la toxicidad cancerígena y no cancerígena humana, la ecotoxicidad marina, la escasez de recursos minerales, la ecotoxicidad terrestre y el consumo de agua (Tabla complementaria S6, Fig. 2).

Los resultados sobre el cambio climático, el agotamiento de la capa de ozono y la eutrofización del agua dulce fueron consistentes en todos los métodos de evaluación de impacto (Fig. 3). Los impactos de la eutrofización marina fueron significativamente menores para ReCiPe (H = 19,4, gl = 2, p < 0,005), y los cálculos para el uso del agua fueron significativamente mayores utilizando el método de evaluación EF 3 (H = 25,8, gl = 2, p < 0,005) (Fig. 3). Esto sugiere que los impactos sobre la eutrofización marina y el uso del agua pueden subestimarse utilizando el método ReCiPe.

Análisis de sensibilidad de categorías de impacto comunes (n = 3) en los métodos de evaluación de impacto ReCiPe, ILCD y EF 3.0 para los ocho enfoques de manejo de nudos evaluados en este ACV. En los diagramas de cuadro, la línea central = mediana; límites del cuadro = cuartiles superior e inferior; bigotes = 1,5 × rango intercuartil; puntos = valores atípicos.

Excavación seguida de aspersión foliar de picloram y glifosato (D + P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A(proyectado) y (D + P2.69, F+Sl, S + G3.60, F , A) reveló los mayores impactos en la mayoría de las categorías de criterios de valoración (Tabla complementaria S7, Fig. 4): la inyección de vástago de glifosato (G65.00, St, A) y los métodos fisicoquímicos proyectados (D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A(proj)) exhibió los dos mayores impactos en los ecosistemas. La cobertura de geomembrana (MemCov) sufrió el mayor impacto económico (Tabla complementaria S7, Fig. 4). Los tratamientos de aspersión foliar de glifosato (G3.60, F, A y G2.16, F, S+A) tuvieron los impactos más bajos en la mayoría de las categorías de parámetros. Los tratamientos químicos con picloram (P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A) tuvieron mayores impactos en el uso de recursos. que la inyección de glifosato en el tallo, lo que resalta las diferencias en la producción de estos herbicidas.

Impactos relativos y costo económico de los métodos de tratamiento del nudo japonés a nivel de punto final. Consulte la Tabla 1 para obtener una descripción de los tratamientos.

El recubrimiento de geomembrana (MemCov) incurrió en los mayores costos totales (costos de implementación del tratamiento y costo de impactos ambientales), seguido de los métodos fisicoquímicos (D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A(proyectado; D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A, y DS + G3.60, F, A,), y tratamiento con picloram (P2.69, F+Sl, S + G3.60 , F, A (proyectado); P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A) (Tabla complementaria S7, Fig. 4). Los tratamientos con glifosato incurrieron en los costos más bajos (G3.60, F, A ,; G2.16, F, S+A; D2.80 + G2.16; F, S+A y G65.00, St, A; Tabla complementaria S7, Fig. 4). Costos para implementar métodos de tratamiento (incluidos material y mano de obra) representó el 95,5% ± 2,8 de los costos por tratamiento, compuesto principalmente por costos laborales debido al tiempo de implementación de cada tratamiento.

La cubierta de geomembrana (MemCov) tuvo el mayor consumo de tiempo (2666,7 h ha-1; Fig. 5) debido al tiempo necesario para instalar la geomembrana y a los repetidos tirones manuales de nudo japonés emergente que emergen alrededor de la membrana. Debido a la necesidad de limpieza de vegetación, los tratamientos con picloram y aspersión de glifosato (P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A y P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A (proyectado)) exhibió el segundo mayor consumo de tiempo (378,8 y 452,9 h ha-1, respectivamente; Fig. 5).

Tiempo necesario para implementar cada tratamiento (recopilado de los registros del sistema de estudio23). Consulte la Tabla 1 para obtener una descripción de los tratamientos.

El objetivo de este estudio fue comparar la sostenibilidad de los enfoques de tratamiento del nudo japonés a una escala relevante para el campo utilizando datos empíricos de un proyecto a largo plazo a gran escala. Esta información tiene como objetivo informar las decisiones de gestión y contribuir a nuestra comprensión de los impactos relativos de los métodos de gestión física y química.

La contribución relativa a las categorías de impacto según el método jerárquico ReCiPe y los costos económicos de implementar estos tratamientos se utilizaron para determinar las opciones más viables económica y ambientalmente. Los impactos modelados se basan en el enfoque jerárquico de la LCIA que utiliza una escala de tiempo de 100 años30. Descubrimos que los métodos más simples obtenían los resultados ambientales más favorables. La aplicación foliar de glifosato por aspersión produjo los impactos relativos, costos económicos y consumo de tiempo más bajos, ya que es el tratamiento más efectivo contra el nudo japonés23,42. Al alinear el manejo del nudoso con la biología y la ecofisiología de las plantas, se puede lograr un control efectivo con dosis relativamente bajas de glifosato23. Las diferencias entre la pulverización foliar (G3.60, F, A y G2.16, F, S+A) y la inyección en el tallo (G65.00, St, A) surgen de la mayor tasa de aplicación y concentración de glifosato utilizado en la inyección en el tallo43. 44, que ilustra que los impactos ambientales aumentan con la tasa de aplicación de herbicidas. Los métodos de aspersión foliar ofrecen menos impactos negativos ya que el glifosato se diluye en una mezcla de aspersión aplicada en concentraciones relativamente bajas. Dado que el nudo japonés incurre en algunos de los costos más altos de todas las especies invasoras en el Reino Unido4,45, principalmente debido al manejo, los resultados de este estudio pueden informar un manejo rentable.

Las diferencias en los impactos de la aplicación foliar integrada de 2,4-D y glifosato (D2.80 + G2.16; F, S+A) en comparación con el glifosato solo resaltan las discrepancias en las emisiones resultantes de la producción de 2,4-D y glifosato. La aplicación foliar integrada de picloram al suelo y glifosato (P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A y P2.69, F+Sl, S + G3.60, F, A(proyectado)) tuvo un mayor punto medio e impactos finales que el glifosato y menores impactos que los métodos fisicoquímicos (DS + G3.60, F, A & D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A; Figs. 2 y 4), enfatizando los métodos de control más simples provocaron los impactos más bajos. En términos de éxito del control, el picloram produce resultados mixtos en el manejo del nudoso46 y es menos efectivo que el glifosato solo23.

Los métodos físicos y fisicoquímicos integrados exhibieron los mayores impactos ambientales negativos en este estudio (Figs. 2 y 4). Los impactos de la cubierta de geomembrana de polietileno de alta densidad (HDPE) del nudo japonés (MemCov) surgen de los procesos de extracción, destilación, craqueo y extrusión de petróleo crudo involucrados en la fabricación de plástico, que consumen muchos recursos y energía y producen emisiones sustanciales47,48,49. Esto se desprende de los resultados del ACV para MemCov (Tabla complementaria S6). El recubrimiento con geomembrana también tuvo los mayores costos económicos totales (Fig. 4), debido a los costos y el consumo de tiempo asociados con la implementación de este tratamiento (Fig. 5). Rask et al.50 destacan esto y encontraron que los métodos físicos menos efectivos requieren un tratamiento más intenso para lograr niveles de control equivalentes a la aplicación de herbicidas. En este estudio modelo, la cobertura fue una estrategia de manejo ineficaz contra el nudo japonés a escala de campo23.

Los impactos del manejo fisicoquímico integrado del nudo japonés (DS + G3.60, F, A y D + P2.69, F+Sl, S + G3.60,F, A) surgen del uso de diesel para excavación. Los impactos modelados de la excavación de nudos en el agotamiento de la capa de ozono resultante de la extracción y destilación de petróleo crudo (asociada con la producción de diésel) y la quema de combustible son consistentes con la literatura sobre los impactos de las técnicas de remediación de suelos51. Los métodos fisioquímicos también causaron los mayores impactos finales (Fig. 4), sin embargo, el consumo de tiempo fue consistente con los métodos de aspersión foliar (Fig. 5). Si bien estos tratamientos fueron menos efectivos que la aplicación de glifosato sola23, la excavación se utiliza a menudo cuando los plazos no permiten un tratamiento prolongado mediante la aplicación anual de herbicidas y el costo de la excavación se compensa con los costos incurridos por el retraso del proyecto (por ejemplo, sitios de desarrollo de terrenos de alto valor)24 ,46. La alteración física provocada por la labranza del rizoma puede agotar las reservas de energía de las plantas y acelerar el control del crecimiento aéreo23. Sin embargo, los costos, los requisitos de mano de obra y la necesidad de eliminación controlada de residuos relacionados con este método son desventajosos24,46. Este enfoque también puede plantear un riesgo de bioseguridad debido a la dispersión accidental de fragmentos de rizoma de nudillo.

Los impactos relativos de la excavación versus la aplicación de herbicidas deben considerarse en relación con los objetivos de manejo específicos del sitio y los recursos disponibles. Los objetivos que prioricen la conservación de la biodiversidad, el manejo efectivo de la hierba nudosa y la sostenibilidad ambiental pueden favorecer un enfoque específico a largo plazo. En este caso, los herbicidas son una herramienta de gestión eficaz52, aunque se necesita una cuidadosa consideración de los impactos posteriores a la aplicación y del contexto ecológico más amplio. Cuando los costos de manejo superan los impactos del nudo japonés, un enfoque de no hacer nada puede ser más sensato que emplear métodos físicos alternativos, que son menos efectivos y provocan mayores impactos en la producción.

Actualmente se desconocen los impactos relativos de los métodos de manejo de plantas invasivas posteriores al tratamiento. La investigación sobre el destino ambiental de los herbicidas se centra principalmente en entornos agrícolas como principales consumidores de herbicidas. La presencia de residuos de pesticidas en suelos agrícolas es hoy la norma53; Se han detectado residuos de glifosato en el medio ambiente en general54,55, productos alimenticios56 y poblaciones humanas57,58,59. Un metaanálisis reciente ha encontrado que la exposición acumulativa a herbicidas a base de glifosato se asocia con un mayor riesgo de linfoma no Hodgkin60; sin embargo, un estudio de cohorte prospectivo encontró que el glifosato no estaba asociado estadísticamente de manera significativa con el cáncer en ningún sitio61. También se han encontrado otros efectos tóxicos revisados por Mesnage et al.62, aunque la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) concluyó que la evidencia para su clasificación como “probablemente cancerígeno” era limitada63,64.

Se propone que la exposición al glifosato afecta negativamente la actividad hormonal, el funcionamiento de células y órganos en aves, peces y mamíferos expuestos a dosis altas y dosis bajas acumulativas crónicas65,66,67 e impone una presión de selección hacia la tolerancia a los herbicidas en las plantas65. Sin embargo, las interacciones ecológicas de los residuos de herbicidas son complejas68. Los impactos en las comunidades microbianas son limitados69 ya que los microbios degradan fácilmente los residuos70. Los coformulantes en productos herbicidas también imponen riesgos para la salud humana y ecológica62,71. Esto fue confirmado aún más por Straw et al.72, quienes concluyeron que los coformulantes de Roundup® eran la causa de la mortalidad de las abejas, más que el ingrediente activo. Por el contrario, Weidenmüller et al.73 descubrieron recientemente que la exposición subletal al glifosato solo puede reducir la termorregulación en los abejorros durante períodos de estrés. Si bien estos estudios proporcionan información valiosa sobre los peligros de la exposición, los estudios en condiciones de campo que utilicen concentraciones de glifosato relevantes para el campo ampliarían nuestra comprensión.

Los enfoques físicos para el manejo de los PAI pueden considerarse menos dañinos que los herbicidas, pero están asociados con el uso de combustibles fósiles (a gran escala donde no es factible arrancarlos o cortarlos manualmente), lo que contribuye a ser un factor clave de las emisiones de carbono. Los registros de emisiones asociadas con el transporte, eliminación o encapsulación de suelos infestados de nudillos son limitados, todo lo cual exacerba los impactos de los enfoques de gestión física. Por el contrario, los herbicidas pueden reducir los impactos ambientales del control de malezas agrícolas al minimizar las emisiones de dióxido de carbono (CO2) asociadas con el uso de combustible para el manejo físico o mecánico de malezas74. Con el compromiso global de reducir las emisiones en línea con el Acuerdo de París75, es necesaria una evaluación de los impactos más amplios de los productos fitosanitarios. Esto puede proporcionar más información sobre la importancia relativa de los impactos ambientales que surgen de la producción versus el uso y las etapas del final del ciclo de vida.

La falta de coincidencia entre los impactos de producción y posteriores a la aplicación de los métodos de manejo de la hierba nudosa japonesa enfatiza que se necesita más investigación y diálogo sobre los costos y beneficios relativos del manejo de la IAP. La prevalencia generalizada de residuos de herbicidas es irrefutable y la evidencia del riesgo de exposición a estos compuestos está aumentando, lo que lleva a exigir una regulación más estricta de los herbicidas2. Sin embargo, sin una comparación cuidadosa de los métodos químicos versus físicos a lo largo de ciclos de vida completos, nuestra capacidad para tomar decisiones informadas sobre el manejo de la IAP sigue siendo limitada. Observamos que la evaluación de los impactos ambientales desde la cuna hasta la tumba en este estudio estuvo limitada por la escasez de datos sobre las vías de liberación ambiental relevantes para el campo de los productos utilizados para la gestión de IAP. Se agradecerían los esfuerzos futuros para recopilar esta información.

Si bien una sostenibilidad más amplia es un objetivo vital para los métodos de gestión de la IAP, los métodos que empleamos también deben ser eficaces. Para determinadas plantas invasoras, incluida la hierba nudosa japonesa, el tratamiento químico es un pilar3,23, aunque actualmente ningún método da como resultado una erradicación completa. A diferencia del uso global de herbicidas para la agricultura, el manejo de plantas invasoras tiene sus raíces en la conservación de la naturaleza y la sostenibilidad3 y opera a escalas más pequeñas. Por lo tanto, la necesidad de herbicidas versus productos alternativos (a menudo no probados) para el control de malezas debe basarse en un contexto apropiado y objetivos más amplios. Las percepciones sociales de los métodos de manejo de la PAI son una parte importante de esto33, pero también deben basarse en evidencia empírica a una escala adecuada, considerando los impactos sociales de la infestación de nudos y su manejo posterior. Desde una perspectiva socioeconómica, este estudio indica que emplear el enfoque más eficaz y sostenible para el manejo del nudo es también el enfoque más rentable. Además, en un momento en el que la responsabilidad social y ética por el medio ambiente está aumentando, considerar el panorama más amplio de los métodos de gestión de las IAP puede ayudar a priorizar estos enfoques. Los resultados de este estudio pueden usarse para iniciar un diálogo sobre los impactos relativos y la sostenibilidad de los métodos de gestión del IAP y cómo se comparan con las percepciones públicas.

También es necesario considerar si los impactos a largo plazo de las invasiones de plantas superan los efectos y las opiniones de la administración para informar las decisiones basadas en valores y objetivos a una escala estratégica28. Si los costos de la gestión superan los beneficios, se deben considerar la eficacia, la viabilidad económica y los impactos a lo largo de ciclos de vida completos al seleccionar tratamientos alternativos o métodos de mitigación adecuados. Para abordar este problema, se recomienda integrar los impactos de las plantas invasoras con la evaluación del ciclo de vida de los escenarios de gestión para comparar el tratamiento con un enfoque de "no hacer nada". Por lo tanto, la participación de las partes interesadas en este asunto es vital si pretendemos alinearnos con los objetivos de sostenibilidad.

Este estudio evaluó los impactos ambientales y económicos de ocho enfoques de manejo del nudo japonés. Los métodos de pulverización foliar de glifosato que Jones et al.23 consideraron los más eficaces contra el nudo japonés provocaron los menores impactos ambientales y económicos, lo que ilustra que los métodos que, en última instancia, redujeron los insumos dieron mejores resultados. Por lo tanto, la parsimonia debería ser una consideración importante al tomar decisiones de gestión. El recubrimiento con geomembranas impuso los mayores impactos durante la producción y los mayores costos económicos, seguido de los métodos fisicoquímicos integrados (excavación y aplicación de herbicidas). Si bien los impactos posteriores al tratamiento de los métodos de manejo de la nudita son un vacío de conocimiento actual, la evidencia de las implicaciones más amplias de las formulaciones de herbicidas y los productos y procesos utilizados en los métodos de manejo físico está aumentando53,57,62,76. Por lo tanto, estos resultados subrayan la necesidad de una consideración cuidadosa (e integral) de los riesgos y beneficios asociados con los procesos de manejo de plantas invasoras al diseñar estrategias de manejo de plantas invasivas a escala28.

Los datos generados y analizados en este estudio están disponibles a través de los autores correspondientes previa solicitud razonable.

Stokstad, E. Los veredictos del jurado nublan el futuro del popular herbicida. Ciencia 1979 (364), 717–718 (2019).

ADS del artículo Google Scholar

Peng, W., Lam, SS y Sonne, C. Apoyan la prohibición del glifosato en Austria. Ciencia 1979 (367), 257–258 (2020).

ADS del artículo Google Scholar

Pergl, J., Härtel, H., Pyšek, P. y Stejskal, R. No tire al bebé con el agua del baño; la prohibición del uso de glifosato depende del contexto. NeoBiota 56, 27-29 (2020).

Artículo de Google Scholar

Williams, F. y col. El coste económico de las especies invasoras no autóctonas en Gran Bretaña. En Proyecto CABI No. VM10066 1– 199 (CABI Publishing, 2010).

Vilà, M. et al. Impactos ecológicos de las plantas exóticas invasoras: un metanálisis de sus efectos en especies, comunidades y ecosistemas. Ecológico. Letón. 14, 702–708 (2011).

Artículo PubMed Google Scholar

Pyšek, P. et al. Una evaluación global de los impactos de las plantas invasoras en las especies, comunidades y ecosistemas residentes: la interacción de las medidas de impacto, los rasgos de las especies invasoras y el medio ambiente. Globo. Cambiar Biol. 18, 1725-1737 (2012).

ADS del artículo Google Scholar

DEFRA (Departamento de Medio Ambiente, Alimentación y Asuntos Rurales). Plan de acción nacional del Reino Unido para el uso sostenible de pesticidas (productos fitosanitarios). 46. https://doi.org/10.1007/s13593-011-0065-6 (2013).

Shaw, RH, Bryner, S. & Tanner, R. La historia de vida y el rango de huéspedes del psílido japonés, Aphalara itadori Shinji: potencialmente el primer agente biológico clásico de control de malezas para la Unión Europea. Biol. Control 49, 105-113 (2009).

Artículo de Google Scholar

Laznik, Z. & Trdan, S. Presencia del caracol ámbar común Succinea putris (L.) (Gastropoda: Styllomatophora) en Knotweed japonés (Fallopia japonica [Houtt.] Ronse Decraene) en Eslovenia: ¿posible agente de biocontrol de malezas? Sostener. Agrícola. Res. 6, 21 (2017).

Google Académico

Martin, F.-M., Dommanget, F., Lavallée, F. & Evette, A. Estrategias de crecimiento clonal de Reynoutria japonica en respuesta a la luz, la sombra y el corte, y perspectivas para el manejo. NeoBiota 56, 89-110 (2020).

Artículo de Google Scholar

Kabat, TJ, Stewart, GB y Pullin, AS ¿Son efectivas las intervenciones de control y erradicación del nudo japonés (Fallopia japonica)? En Revisión sistemática: Centro para la conservación basada en evidencia (2007).

Dusz, M.-A. et al. Revisión de los conocimientos y prácticas existentes sobre el uso de lonas para el control de nudos invasores. Plantas 10, 2152 (2021).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sahin, H. & Yalınkılıc, M. Uso de corriente eléctrica como método de control de malezas. EUR. J. Ing. Res. Ciencia. 2, 59 (2017).

Artículo de Google Scholar

Richards, CL y cols. La plasticidad en los rasgos de tolerancia a la sal permite la invasión de un nuevo hábitat por parte del nudo japonés sl (Falopian japonica y F. xbohemica, polygonaceae). Soy. J.Bot. 95, 931–942 (2008).

Artículo PubMed Google Scholar

Richards, CL, Schrey, AW y Pigliucci, M. La invasión de diversos hábitats por algunos genotipos de nudo japonés se correlaciona con la diferenciación epigenética. Ecológico. Letón. 15, 1016-1025 (2012).

Artículo PubMed Google Scholar

Dauer, JT & Jongejans, E. Aclaración de la dinámica poblacional del nudo japonés utilizando modelos de proyección integral. MÁS UNO 8, e75181 (2013).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gowton, C., Budsock, A. y Matlaga, D. Influencia de la perturbación en el éxito del reclutamiento del tallo y fragmentos de rizoma del nudo japonés (Fallopia japonica) en el sotobosque del bosque ribereño. Nat. Áreas J. 36, 259–267 (2016).

Artículo de Google Scholar

Hollingsworth, M. Evidencia de crecimiento clonal masivo en la maleza invasora Fallopia japonica (nudo japonés). Bot. J. Linn. Soc. 133, 463–472 (2000).

Artículo de Google Scholar

Price, EAC, Gamble, R., Williams, GG y Marshall, C. Patrones estacionales de partición y removilización de 14C en la hierba nudosa japonesa perenne rizomatosa invasora (Fallopia japonica (Houtt.) Ronse Decraene). Evolución. Ecológico. 15, 347–362 (2001).

Artículo de Google Scholar

Lavoie, C. El impacto de las especies invasoras de nudos (Reynoutria spp.) en el medio ambiente: revisión y perspectivas de investigación. Biol. Invasiones 19, 2319-2337 (2017).

Artículo de Google Scholar

Colleran, B., Lacy, SN y Retamal, MR Nudo japonés invasor (Reynoutria japonica Houtt.) y nudos relacionados como catalizadores de la erosión de las riberas de los ríos. Río Res. Aplica. 36, 1962-1969 (2020).

Artículo de Google Scholar

Santo, P. Evaluación de la disminución del valor de las propiedades residenciales afectadas por el nudo japonés. J. Construir. Sobrevivir. 6, 211–221 (2017).

Google Académico

Jones, D. y col. Optimización del control fisicoquímico del nudo japonés invasor. Biol. Invasiones 20, 2091-2105 (2018).

Artículo de Google Scholar

Payne, T. y Hoxley, M. Identificación y erradicación del nudo japonés en el entorno construido del Reino Unido. Estructura. Sobrevivir. 30, 24–42 (2012).

Artículo de Google Scholar

Jones, IM, Smith, SM & Bourchier, RS El establecimiento del agente de control biológico Aphalara itadori está limitado por los depredadores nativos y la edad del follaje. J. Aplica. Entomol. 144, 710–718 (2020).

Artículo de Google Scholar

Jones, D. y Eastwood, D. Control sostenible del nudo japonés. Perspectivas Manejo de plagas. 30, 195-200 (2019).

Artículo de Google Scholar

Seebens, H. y col. Ninguna saturación en la acumulación de especies exóticas a nivel mundial. Nat. Comunitario. 8, 14435 (2017).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mikulyuk, A. et al. ¿Es peor el remedio que la enfermedad? Comparar los efectos ecológicos de una planta acuática invasora y los tratamientos herbicidas utilizados para controlarla. Facetas 5, 353–366 (2020).

Artículo de Google Scholar

Kettenring, KM & Adams, CR Lecciones aprendidas de experimentos de control de plantas invasoras: una revisión sistemática y un metanálisis. J. Aplica. Ecológico. 48, 970–979 (2011).

Artículo de Google Scholar

Schmiedel, D. y col. Sistema de evaluación de medidas de gestión de especies exóticas invasoras. Conservación de Biodivers 25, 357–374 (2016).

Artículo de Google Scholar

Thabrew, L., Wiek, A. & Ries, R. Toma de decisiones ambientales en contextos de múltiples partes interesadas: aplicabilidad del pensamiento del ciclo de vida en la planificación e implementación del desarrollo. J. Productos limpios. 17, 67–76 (2009).

Artículo de Google Scholar

Diagne, C. y col. Altos y crecientes costos económicos de las invasiones biológicas en todo el mundo. Naturaleza 592, 571–576 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Crowley, SL, Hinchliffe, S. & McDonald, RA Conflicto en el manejo de especies invasoras. Frente. Ecológico. Reinar. 15, 117-172 (2017).

Artículo de Google Scholar

Kapitza, K., Zimmermann, H., Martín-López, B. & von Wehrden, H. Investigación sobre la percepción social de especies invasoras: una revisión sistemática de la literatura. NeoBiota 43, 47–68 (2019).

Artículo de Google Scholar

Shackleton, RT y cols. Explicar las percepciones de la gente sobre las especies exóticas invasoras: un marco conceptual. J. Medio Ambiente. Gestionar. 229, 10-26. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2018.04.045 (2018).

Artículo de Google Scholar

Höbart, R., Schindler, S. & Essl, F. Percepciones de plantas y animales exóticos y aceptación de métodos de control entre diferentes grupos sociales. NeoBiota 58, 33–54 (2020).

Artículo de Google Scholar

Huijbregts, MAJ et al. Receta 2016 v1.1. Informe RIVM 2016–0104 www.rivm.nl/en (2016).

Equipo central de R. R: Un lenguaje y entorno para la informática estadística. Fundación R para Computación Estadística, Viena, Austria. https://www.r-project.org/ (2020).

Wickham, H. ggplot2: Gráficos elegantes para análisis de datos (Springer, Berlín, 2016).

Libro MATEMÁTICAS Google Scholar

Ögmundarson, Ó., Sukumara, S., Herrgård, MJ y Fantke, P. Combinación del desempeño ambiental y económico para la optimización de bioprocesos. Tendencias Biotecnología. 38, 1203-1214 (2020).

Artículo PubMed Google Scholar

Dong, Y. y col. Integración del análisis del ciclo de vida y del costeo del ciclo de vida para el diseño ecológico de productos de caucho. Ciencia. Rep. 12, 1-19 (2022).

Google Académico

Delbart, E. et al. ¿Pueden los administradores de tierras controlar el nudo japonés? Lecciones de las pruebas de control en Bélgica. Reinar. Gestionar. 50, 1089-1097 (2012).

ADS del artículo Google Scholar

McHugh, JM Una revisión de la literatura y las prácticas de campo centradas en el manejo y control de la hierba nudosa invasora (2006).

Jones, D. Taxones japoneses de nudos sl y especies introducidas de Petasites: biosistemática, ecología y control. Doctor. Tesis. (Universidad de Swansea, Swansea, Reino Unido, 2015).

Cuthbert, RN y cols. Costos económicos de las invasiones biológicas en el Reino Unido. NeoBiota 67, 299–328 (2021).

Artículo de Google Scholar

Bashtanova, UB, Beckett, KP & Flowers, TJ Revisión: Enfoques fisiológicos para la mejora del control químico del nudo japonés (Fallopia japonica). Weed Sci 57, 584–592 (2009).

Artículo CAS Google Scholar

Ghanta, M., Fahey, D. & Subramaniam, B. Impactos ambientales de la producción de etileno a partir de diversas materias primas y fuentes de energía. Aplica. Petroquímica. Res. 4, 167-179 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Choudhary, VR, Uphade, BS y Mulla, SAR Acoplamiento de craqueo térmico endotérmico con deshidrogenación oxidativa exotérmica de etano a etileno utilizando un catalizador SrO/La, O diluido. J. química. inf. Modelo. 34, 665–666 (1995).

CAS Google Académico

Gu, F., Guo, J., Zhang, W., Summers, PA y Hall, P. De los plásticos de desecho a las materias primas industriales: una evaluación del ciclo de vida de la práctica del reciclaje mecánico de plástico basada en un estudio de caso del mundo real. Ciencia. Medio ambiente total. 601–602, 1192–1207 (2017).

Artículo ADS PubMed Google Scholar

Rask, AM, Larsen, SU, Andreasen, C. y Kristoffersen, P. Determinación de la frecuencia del tratamiento para controlar las malezas en las islas de tráfico mediante control de malezas químico y no químico. Res. de malezas. 53, 249–258 (2013).

Artículo de Google Scholar

Suer, P. & Andersson-Sköld, Y. ¿Biocombustible o excavación? Evaluación del ciclo de vida (ACV) de las opciones de remediación del suelo. Biomasa Bioenergía 35, 969–981 (2011).

Artículo CAS Google Scholar

Kaiser-Bunbury, CN, Mougal, J., Valentin, T., Gabriel, R. y Blüthgen, N. Aplicación de herbicidas como herramienta de restauración del hábitat: impacto en las comunidades de plantas nativas de las islas. Aplica. Vegetal. Ciencia. 18, 650–660 (2015).

Artículo de Google Scholar

Silva, V. et al. Residuos de pesticidas en suelos agrícolas europeos: se reveló una realidad oculta. Ciencia. Medio ambiente total. 653, 1532-1545 (2019).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Silva, V. et al. Distribución de glifosato y ácido aminometilfosfónico (AMPA) en suelos agrícolas de la Unión Europea. Ciencia. Medio ambiente total. 621, 1352-1359 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Primost, JE, Marino, DJG, Aparicio, VC, Costa, JL & Carriquiriborde, P. Glifosato y AMPA, contaminantes “pseudopersistentes” bajo prácticas de manejo agrícola del mundo real en el agroecosistema de las pampas mesopotámicas, Argentina. Reinar. Contaminación. 229, 771–779 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zoller, O., Rhyn, P., Rupp, H., Zarn, JA & Geiser, C. Residuos de glifosato en los alimentos del mercado suizo: seguimiento y evaluación de riesgos. Aditivo alimentario. Contaminar. Parte B 11, 83–91 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Grau, D. y col. Se detectaron niveles cuantificables de glifosato en orina en el 99% de la población francesa, con valores más altos en hombres, jóvenes y agricultores. Reinar. Ciencia. Contaminación. Res. 1, 1-12 (2022).

Google Académico

Conrad, A. y col. Glifosato en adultos alemanes: tendencia temporal (2001 a 2015) de exposición humana a un herbicida ampliamente utilizado. En t. J. Hyg. Reinar. Salud 220, 8-16 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Connolly, A. y col. Evaluación de la exposición mediante biomonitoreo humano para usuarios de glifosato y fluroxipir en horticultura recreativa. En t. J. Hyg. Reinar. Salud 220, 1064–1073 (2017).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Zhang, L., Rana, I., Shaffer, RM, Taioli, E. y Sheppard, L. Exposición a herbicidas a base de glifosato y riesgo de linfoma no Hodgkin: un metanálisis y evidencia de respaldo. Mutación. Res./Rev. Mutación. Res. 781, 186–206 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Andreotti, G. et al. Uso de glifosato e incidencia de cáncer en el estudio de sanidad agrícola. J. Natl. Instituto de Cáncer. 110, 509–516 (2018).

Artículo PubMed Google Scholar

Mesnage, R., Defarge, N., de Vendômois, JS & Séralini, GE Posibles efectos tóxicos del glifosato y sus formulaciones comerciales por debajo de los límites reglamentarios. Química de los alimentos. Toxico. 84, 133-153 (2015).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Conclusión sobre la revisión por pares de la evaluación del riesgo de pesticidas de la sustancia activa glifosato. EFSA J. 13 (2015).

IARC. Monografías de la IARC sobre la evaluación de cinco insecticidas y herbicidas organofosforados vol. 112 (2015).

Van Bruggen, AHC y cols. Efectos ambientales y de salud del herbicida glifosato. Ciencia. Medio ambiente total. 616–617, 255–268 (2018).

Artículo PubMed Google Scholar

Jarrell, ZR, Ahammad, MU & Benson, AP Formulaciones de herbicidas a base de glifosato y toxicidad reproductiva en animales. Veterinario. Animación. Ciencia. 10, 100126 (2020).

Artículo PubMed PubMed Central Google Scholar

Gaupp-Berghausen, M., Hofer, M., Rewald, B. & Zaller, JG Los herbicidas a base de glifosato reducen la actividad y reproducción de las lombrices de tierra y aumentan las concentraciones de nutrientes en el suelo. Ciencia. Rep. 5, 12886 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Gahl, MK, Pauli, BD y Houlahan, JE Efectos del hongo quitridio y un herbicida a base de glifosato sobre la supervivencia y el crecimiento de las ranas arbóreas (Lithobates sylvaticus). Ecológico. Aplica. 21, 2521–2529 (2011).

Artículo PubMed Google Scholar

Zabaloy, MC, Garland, JL & Gómez, MA Un enfoque integrado para evaluar los impactos de los herbicidas glifosato, 2,4-D y metsulfurón-metilo en las comunidades microbianas del suelo en la región de las Pampas, Argentina. Aplica. Ecología del suelo. 40, 1-12 (2008).

Artículo de Google Scholar

Guijarro, KH et al. Comunidades microbianas del suelo y descomposición del glifosato en suelos con diferentes antecedentes de aplicación de herbicidas. Ciencia. Medio ambiente total. 634, 974–982 (2018).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Mensaje, R., Bernay, B. y Séralini, G.-E. Los adyuvantes etoxilados de los herbicidas a base de glifosato son principios activos de toxicidad para las células humanas. Toxicología 313, 122-128 (2013).

Artículo CAS PubMed Google Scholar

Straw, EA, Carpentier, EN y Brown, MJF Roundup provoca altos niveles de mortalidad tras la exposición por contacto en abejorros. J. Aplica. Ecológico. 58, 1167-1176. https://doi.org/10.1111/1365-2664.13867 (2021).

Artículo de Google Scholar

Weidenmüller, A., Meltzer, A., Neupert, S., Schwarz, A. y Kleineidam, C. El glifosato altera la termorregulación colectiva en los abejorros. Ciencia 1979 (376), 1122–1126 (2022).

ADS del artículo Google Scholar

Brookes, G., Taheripour, F., Tyner, WE y Francis, T. La contribución del glifosato a la agricultura y el impacto potencial de las restricciones de uso a nivel global. Biotecnología alimentaria de cultivos transgénicos. Agrícola. Cadena alimentaria 8, 216–288 (2017).

Artículo de Google Scholar

Decisión 1/CP.21: Adopción del acuerdo de París (CMNUCC). En preimpresión en (2015).

Chamas, A. et al. Tasas de degradación de los plásticos en el medio ambiente. Sostenimiento ACS. Química. Ing. 8, 3511 (2020).

Artículo de Google Scholar

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Este artículo se deriva de un doctorado en becas de habilidades en economía del conocimiento (KESS II). beca financiada parcialmente por el programa de convergencia del Fondo Social Europeo (FSE) del gobierno de Gales y en asociación con Complete Weed Control LTD.

Este trabajo fue financiado parcialmente por el Fondo Social Europeo (FSE) a través del programa de Convergencia de la Unión Europea administrado por el Gobierno de Gales con la Universidad de Swansea y Complete Weed Control Ltd.

Departamento de Biociencias, Universidad de Swansea, Singleton Park, Swansea, SA2 8PP, Reino Unido

Sophie Hocking, Daniel Jones y Daniel Eastwood

Centro Agri-EPI, Poultry Lane, Edgmond, Newport, TF10 8JZ, Inglaterra, Reino Unido

Trisha Toop

Universidad Harper Adams, Poultry Lane, Edgmond, Newport, TF10 8NB, Inglaterra, Reino Unido

Trisha Toop

Advanced Invasives Ltd., Sophia House, 28 Cathedral Road, Cardiff, CF11 9LJ, Reino Unido

Daniel Jones

Complete Weed Control Ltd., Unit 16, Hurworth Road, Newton Aycliffe, DL5 6UD, Reino Unido

Ian Graham

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

SH conceptualizó y dirigió el proyecto y preparó el primer borrador y las revisiones del manuscrito. DJ conceptualizó y proporcionó datos para este estudio. TT realizó el estudio, brindó soporte técnico y asesoró sobre el proyecto. IG brindó asesoramiento y validó datos de costos económicos. DE conceptualizó y supervisó el proyecto. Todos los autores contribuyeron a la preparación y revisión del manuscrito.

Correspondencia a Sophie Hocking o Daniel Eastwood.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Hocking, S., Toop, T., Jones, D. y col. Evaluación de los impactos relativos y los costos económicos de los métodos de manejo del nudo japonés. Representante científico 13, 3872 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-30366-9

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Recibido: 27 de octubre de 2022

Aceptado: 21 de febrero de 2023

Publicado: 17 de marzo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-30366-9

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