Por: María Isabel Peñaranda R.
Dirección I&D.
Grupo SYS Technologies
Science Yields Solutions

Los extractos de algas marinas, ya sea una sola especie o mezcla de varias especies, han mostrado beneficios al ser aplicadas en diferentes cultivos. Tales beneficios van desde mejora de enraizamiento, desarrollo vegetativo y mejora en la respuesta a condiciones de estrés, hasta incrementos en el rendimiento.

Las algas, al ser organismos autótrofos, similares a las plantas en la realización de procesos fotosintéticos, muestran beneficios similares a los efectos de un bioestimulante. En su composición se han encontrado precursores hormonales, hormonas de tipo auxinas, citoquininas y giberelinas, elementos nutricionales (N, P, K, Cu, Co, Zn, Mn, Fe, Ni, Mo y B), proteínas, vitaminas y brasinoesteroides (Stirk et al. 2014); incluso han sido utilizadas como medio de cultivo para la regeneración y propagación de plantas (Hurtado et al. 2009).

Entre las algas más empleadas en agricultura se encuentra la especie Ascophyllum nodosum, familia Fucaceae, nativa del Océano Atlántico desde el Círculo Polar Ártico hasta Nueva Jersey y Europa. Su aporte en la nutrición vegetal y bioestimulación ha sido demostrado en diversos estudios que han confirmado la presencia de carotenoides, carbohidratos, esteroles y taninos, que pueden mejorar los procesos metabólicos de las plantas a las que se aplican. Saeger y colaboradores (2019) encontraron que el extracto de Ascophylum nodosum regula el equilibrio endógeno de las hormonas vegetales al modular la homeostasis hormonal; regula la transcripción de algunos transportadores relevantes para alterar la absorción y asimilación de nutrientes, estimular y proteger la fotosíntesis y para amortiguar las respuestas inducidas por el estrés. 

Rayorath y colaboradores (2008) encontraron efecto estimulante auxínico tras aplicación de Ascophyllum nodosum. La presencia de auxinas puede resultar en una germinación más rápida de las semillas. La aplicación de esta alga en semilla de remolacha resultó en un 84% de germinación en comparación con el control (Senn y Skelton, 1966). Análisis de diversos estudios muestran aumento del rendimiento cultivos con aplicación de esta alga, incluidos los de tomate, tabaco, guisantes, nabo, algodón, pino blanco y acebo, entre otros (Hines et al, 2020). 

Las actividades estimulantes de Stella Maris®, producto a base de Ascophyllum nodosum, se investigaron en una amplia gama de ensayos. Este producto contiene compuestos bioactivos concentrados y produce variedad de respuestas beneficiosas a las plantas. Stella Maris® estimula la iniciación de raíces, elongación y ramificación. Contiene quelatantes naturales (que se unen a los micronutrientes) mejorando la biodisponibilidad y el transporte de nutrientes. 

En ensayos realizados con plántulas de Arabidopsis, tratadas con Stella Maris®, se activó la expresión de los genes WRKY30, CYP71A12 y PR-1, cuya inducción representa la respuesta inmune temprana, media y tardía de la planta, respectivamente. La producción elevada de peróxido de hidrógeno fue medida mediante quimioluminiscencia y sugirió que el extracto provocó una fuerte actividad de especies reactivas de oxígeno. Finalmente, este estudio encontró que Stella Maris®   < inhibía el crecimiento de múltiples patógenos bacterianos, protegiendo a la planta frente a la posterior infección por patógenos (Cook et al, 2018).

En otro estudio realizado por Renaut y colaboradores en 2019, Stella Maris® fue aplicado en invernadero para probar su efecto sobre las comunidades bacterianas y fúngicas de suelos rizosféricos y raíces de plantas de pimiento y tomate. Se realizaron dos ensayos independientes en un diseño de bloque dividido. Se utilizaron técnicas de secuenciación de genes fúngicos y bacterianos para determinar los cambios en la estructura de la comunidad microbiana. Se encontró que los parámetros de productividad de la biomasa de raíces, brotes y frutos fueron influenciados positiva y significativamente por la aplicación de Stella Maris®. Además, la diversidad difirió significativamente entre las plantas aplicadas con el tratamiento y las plantas de control. La composición de microorganismos de la rizosfera difirió de acuerdo con el tratamiento, según fue observado en los análisis (hongos de la raíz, hongos de la rizosfera, bacterias de la raíz y bacterias del suelo). Finalmente, se encontraron varios taxones candidatos que se correlacionan más fuertemente con los aumentos de rendimiento de los cultivos. Estudios adicionales sobre el aislamiento y caracterización de estos taxones microbianos vinculados a la aplicación de Stella Maris® pueden ayudar a mejorar el rendimiento de los cultivos en ecosistemas agrícolas sostenibles. Estos estudios confirman que los componentes de los extractos Stella Maris® estimulan la inmunidad de las plantas. 

Elansary (2017) analizó el efecto de aplicación de Stella Maris®en condiciones de estrés hídrico en plantas de petunia Hybrid Headliner® Ageratum Hybrid Artist® y Mentha spicata L; encontrando que la aplicación de Stella Maris® mejoró el crecimiento vegetativo de las plantas de Petunia y Ageratum, la conductancia estomática, la tasa fotosintética, la transpiración, el potencial hídrico de las hojas y el contenido relativo de agua durante los intervalos de riego prolongados. Se sugirió que las tasas de fotosíntesis mejoradas fueron estimuladas por una mayor conductancia estomática que mejoró el potencial hídrico de las hojas, así como un mayor contenido relativo de agua durante periodos prolongados sin hidratación. 

En ensayos realizados con Petunia Ornamental Calibrachoa híbrida, se aplicó Stella Maris®, 5 y 7 ml /L en drench y vía foliar. Se determinó la composición total de fenoles, taninos y antioxidantes, así como de flavonoles específicos en extractos de hojas. Además, se evaluó la composición química del producto. Los tratamientos edáfico y foliar mejoraron significativamente el número hojas y el área foliar, el peso seco, la altura de la planta, la capacidad antioxidante, así como el contenido de fenólicos, flavonoles y taninos. El mayor crecimiento y contenido de fenoles, flavonoles y taninos se atribuyó a los efectos estimulantes tras la aplicación de Stella Maris®. Para la evaluación de Petunia Calibrachoa como fuente de compuestos antimicrobianos se evaluó la actividad antifúngica de Petunia, la cual mejoró significativamente después de las aplicaciones de Stella Maris® en comparación con el tratamiento testigo; la concentración mínima inhibitoria (CMI) y la concentración mínima de fungicida (CMF) estuvieron en el rango de 0.07–0.31 mg/ml y de 0.16 a 0.56 mg ml, respectivamente. Además, la actividad antibacteriana se incrementó significativamente y las mediciones de la CMI y la concentración bactericida mínima (CBM) estuvieron en el rango de 0,06 a 0,23 mg/ml y de 0,10 a 0,44 mg/ml, respectivamente. El hongo más sensible a los tratamientos de Petunia Calibrachoa tratada con Stella Maris® fue C. albicans y la bacteria más sensible fue E. cloacae. La conclusión de este estudio señala que las actividades antimicóticas y antibacterianas mejoradas podrían atribuirse a aumentos significativos de los contenidos de fenólicos, flavonoles y taninos que, en última instancia, aumentan el potencial de Calibrachoa como fuente natural de antibióticos alternativos. (Elansary et al, 2016).

En Flores Sabana, en 2020, el grupo empresarial SYS, realizó la evaluación del efecto de la aplicación en drench del producto Stella Maris® en plantas de rosa variedades Cool Water y Pink Floyd. Las evaluaciones se realizaron mediante diseño completamente al azar. El cálculo del tamaño de muestra se realizó usando el paquete pwr.anova.test del programa estadístico R. Para cada tratamiento de cada ensayo se evaluaron 44 plantas. Se instaló un rizotrón para cada tratamiento. Las variables evaluadas fueron el crecimiento de raíces en el rizotrón, el número de basales y grosor de tallo. En los resultados se encontró que Stella Maris® incide de manera significativa en el crecimiento de raíces y en la emisión de basales, particularmente en la variedad Pink Floyd; Para la variable grosor del tallo, no se encontraron diferencias significativas.

Bibliografía

• Elansary, H.O. 2017. Green roof Petunia, Ageratum, and Mentha responses to water stress, seaweeds, and trinexapac-ethyl treatments. Acta Physiol Plant 39, 145 (2017). https://doi.org/10.1007/s11738-017-2444-3
• Elansary, H.O., Norrie, J., Ali, H.M. et al. Enhancement of Calibrachoa growth, secondary metabolites and bioactivity using seaweed extracts. BMC Complement Altern Med 16, 341 (2016). https://doi.org/10.1186/s12906-016-1332-5
• De Saeger, J., S. Van Praet, D. Vereecke, J. Park, S. Jacques, T. Han, and S. Depuydt. 2019. Toward the molecular understanding of the action mechanism of Ascophyllum nodosum extracts on plants. Journal of Applied Phycology 1-25. https://doi.org/10.1007/s10811-019-01903-9.
• Cook J, Zhang J, Norrie J, Blal B y Cheng C. 2018. Seaweed Extract (Stella Maris®) Activates Innate Immune Responses in Arabidopsis thaliana and Protects Host against Bacterial Pathogens. Mar. Drugs 2018, 16(7), 221; https://doi.org/10.3390/md16070221
• Hines Kwantlen R, Bomford M, Domes K, Harbut R, Matteoni J. 2020. Effect of Ascophyllum nodosum seaweed extract and powder on vegetative growth characteristics and foliar nutrient composition of Vitis spp. hybrid cv. L’Acadie Blanc. Polytechnic University 3450-8771 Lansdowne Rd. Richmond BC V6X 3X7
• Hurtado, A.Q., Yunque, D.A., Tibubos, K. et al. Use of Acadian marine plant extract powder from Ascophyllum nodosum in tissue culture of Kappaphycus varieties. J Appl Phycol 21, 633 (2009). https://doi.org/10.1007/s10811-008-9395-4D.
• Rayorath, P., M.N. Jithesh, A. Farid, W. Khan, R. Palanisamy, S.D. Hankins, A.T. Critchley, and B. Prithiviraj. 2008. Rapid bioassays to evaluate the plant growth promoting activity of Ascophyllum nodosum (L.) Le Jol. using a model plant, Arabidopsis thaliana (L.) heynh. Journal of Applied Phycology, 20(4):423-429. http://doi:10.1007/s10811-0079280-6
• Renaut S, Masse J, Norrie J, Blal B, Hijri M. 2019. A commercial seaweed extract structured microbial communities associated with tomato and pepper roots and significantly increased crop yield. https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/1751-7915.13473
• Stirk, W., D. Tarkowská, V. Turecová, M. Strnad, and J. Staden. 2014. Abscisic acid, gibberellins and brassinosteroids in Kelpak, a commercial seaweed extract made from Ecklonia maxima. Journal of Applied Phycology 26:561–567. https://doi.org/10.1007/s10811-013-0062-z
• Senn, T.L., and J. Skelton. 1966. Review of Seaweed Research 1958-1965. Clemson University Horticulture Department Research Series No. 76.