Por: Departamento agronómico
Magro S.A.

Conceptos generales, definiciones y justificación de la propuesta 

La agricultura moderna se enfrenta a grandes retos en los que convergen factores críticos. Entro ellos están el cambio climático, la explosión demográfica, la seguridad alimentaria, el desgaste de la frontera agrícola, la erosión acelerada de los suelos, los ciclos hidrológicos alterados y la necesidad de una agricultura sostenible, eficiente en el uso de recursos escasos, y amigable con el medio ambiente. En ese contexto, la bioestimulación es una herramienta muy poderosa para lograr esos incrementos productivos, acercarnos al potencial genético de los cultivos y facilitar la adaptación a las nuevas circunstancias y demandas de los consumidores por productos más sanos y equilibrados.

El desarrollo de la bioestimulación viene desde principios de los años 90´s. Se ha avanzado en estudios, desarrollos técnicos y tecnológicos con múltiples líneas de investigación que han mejorado el entendimiento de la bioquímica de muchas sustancias, sus relaciones dentro de la fisiología vegetal y su aplicabilidad a la agricultura moderna.

En la bioestimulación se aplican estudios sobre el metabolismo vegetal o primario y, en particular, sobre lo que se ha determinado como el metabolismo secundario; poco a poco se empiezan a entender mucho mejor esas relaciones complejas. El Consejo Europeo de la Industria de Bioestimulantes -EBIC, por sus siglas en inglés- define los bioestimulantes como “sustancias y/o microorganismos que aplicados a las plantas o a la rizosfera cumplen la función de estimular los procesos naturales para mejorar/beneficiar la absorción y/o eficiencia de los nutrientes, la tolerancia al estrés abiótico, y la calidad de los cultivos independientemente de su contenido de nutrientes”. 

Cabe resaltar que el concepto de estimulación se aísla del de nutrición. Sin embargo, no son excluyentes; todo lo contrario, son complementarios y necesarios para optimizar la toma de nutrientes de las fuentes comerciales bioestimulantes.

Gracias al desarrollo sobre los aportes de los aminoácidos como base esencial para la síntesis de proteínas, enzimas y fitohormonas, se abrió un camino muy firme para entender este concepto amplio de la bioestimulación.

Sobre los años 90´s y principios del siglo XXI se ha producido el desarrollo industrial de productos a base de algas marinas. Ello ha mostrado que un bioestimulante se define más por el resultado integrado que genera en el cultivo que por las diversas sustancias que lo constituyen. Con esto se plantea el principio de productos multiagente (posee diferentes componentes) y multi modo de acción (trabaja en diferentes puntos de la fisiología vegetal), como está definido para nuestro producto Agrispon SL.

Hay un grupo de elementos que, sin ser nutricionales, son esenciales para varias reacciones, ya sea como precursores o como catalizadores. La mayoría de estos elementos son constitutivos de estructuras celulares que ayudaron a la evolución, principalmente de las plantas superiores. Estos elementos inorgánicos son reconocidos por varios autores y colegas como “elementos beneficiosos”; por ejemplo, el aluminio, cobalto, molibdeno, sodio, selenio y silicio.

Las empresas de biotecnología estudian, multiplican y comercializan hongos y bacterias beneficiosas sobre los cuales incluso los nuevos dendrogramas están proponiendo clasificaciones taxonómicas diferentes basadas en su aplicabilidad agrícola. Lo anterior es una muestra de los avances tecnológicos (en los que se encuentra la bioestimulación) que se han venido presentando últimamente. 

Los principales beneficios de la bioestimulación se pueden enumerar de la siguiente manera: (1) tolerancia de los cultivos a los diferentes tipos de agobio o estrés abiótico; (2) mejora en la asimilación de nutrientes y su traslocación al sitio donde la planta lo demande; (3) mejora en la eficiencia del metabolismo de las plantas, ahorrándole mucha energía que de otra forma se destinaría a la defensa, induciendo incrementos de productividad y optimizando la calidad de los productos cosechados (concentración de azúcares, mayor número y mejor calibre de frutos, color, mayor duración postcosecha y mejores características organolépticas); (4) fomento del desarrollo de microorganismos del suelo y mejor toma de nutrientes; y (5) aprovechamiento de aguas, haciendo los riegos más eficientes.

A partir de la bioestimulación se facilita todo el proceso de defensa natural de la planta, induciéndola a adquirir resistencia. Para que este proceso se pueda realizar de manera exitosa hay que tener en cuenta los aspectos que se describen a continuación.

Principios fisiológicos

La activación de todos los sistemas de autoprotección de los cultivos se logra mediante la inducción de resistencia de la planta hacia el patógeno. Al estimular las defensas naturales, se permite que los meristemos apicales se accionen, protegiéndose contra el ataque de enfermedades. No genera actividad directa contra patógenos como hongos, virus y bacterias, pero ayuda a reducir los daños causados por estos ataques y retarda la aparición de síntomas de la enfermedad.

Los metabolitos secundarios juegan un papel importante en la resistencia de las plantas. A continuación, mencionaremos cuáles son los tipos de metabolitos secundarios y qué función cumplen.

Metabolitos secundarios constitutivos 

Son aquellos que se encuentran en plantas sanas y que suponen una primera barrera química para el ataque de insectos y enfermedades.

Los productos del metabolismo primario son comunes en todas las especies de plantas y constituyen un número limitado de compuestos. Los procedentes del metabolismo secundario presentan una mayor pluralidad y su distribución varía entre especies de plantas, limitándose incluso a una única especie o a especies relacionadas.

Los metabolitos secundarios no se encuentran uniformemente distribuidos en la planta; suelen localizarse en órganos determinados, en ciertos tejidos o células especializadas dentro de un órgano de la planta. A menudo el órgano donde se acumulan estos compuestos es diferente al de la biosíntesis. Las enzimas que intervienen son deshidrogenasas, monooxigenasas, metiltransferasas y glucosiltransferasas. 

Los metabolitos secundarios pueden desempeñar un importante papel en la interacción de la planta con otros organismos, actuando como sustancia de defensa frente a patógenos, fitófagos y distintas formas de estrés ambiental. 

Metabolitos secundarios no constitutivos 

Son aquellos que no están presentes en plantas sanas y se sintetizan como consecuencia del ataque de agentes externos, debido a unas señales que se liberan en el tejido dañado y se transportan al lugar de síntesis. El ataque de insectos y hongos fitopatógenos provoca el aumento de la concentración de fenoles y la síntesis de fitoalexinas; del mismo modo, como consecuencia del ataque de insectos, el pulgón del moteado de la alfalfa provoca el aumento de la concentración de cumestrol (isoflavona), una fitoalexina de la alfalfa. 

 Las resistencias inducidas se dan como el aumento cualitativo y/o cuantitativo de los mecanismos defensivos de la planta en respuesta a estímulos externos físicos o químicos. Se diferencian de la siguiente manera: 

  1. Resistencia adquirida: la resistencia sistémica adquirida (Systemic Acquired Resistance, SAR) se activa tras la infección de las plantas por patógenos que producen necrosis. 
  1. Resistencia inducida: la resistencia sistémica inducida (Induced Systemic Resistance, ISR) es activada tras la colonización de las raíces por determinadas cepas bacterianas de la rizosfera. En plantas se han caracterizado varios tipos de resistencias inducibles sistémicas, entre las que se pueden destacar:
      

2.1.  La resistencia sistémica inducida (Induced Systemic Resistance, ISR), que es activada tras la colonización de las raíces por determinadas cepas bacterianas de la rizosfera.

2.2. La resistencia inducida por herida (Wound Induced Resistance, WIR), que puede ser activada por las heridas causadas por insectos comedores, en el tejido vegetal.

Al igual que la SAR, la ISR es una resistencia sistémica de amplio espectro (puede conferir protección frente a bacterias, hongos y algunos virus) y duradera en condiciones de laboratorio y de campo. La activación de la ISR no depende de un incremento endógeno local y sistémico del SAR; por el contrario, dicha resistencia depende de las rutas reguladas por las hormonas de etileno (ET) y ácido jasmónico (JA), siendo no operativa en plantas que tienen bloqueadas las rutas del ET y JA. Como en la SAR, la ISR es dependiente de la proteína reguladora NPR1/NIM1, aunque tras la activación de esta resistencia, los genes de defensa son distintos de los activados en la SAR. Se desconoce por el momento la señal sistémica que activa la ISR en una planta tras la colonización de sus raíces por bacterias. Se han identificado diferentes cepas bacterianas de la rizosfera que son capaces de activar la ISR en diferentes especies de interés agronómico.

  1. Deterrencia o disuasión: alude a la existencia de sustancias o señales químicas que detectan las plagas y enfermedades haciendo que el insecto desista de su ataque.
  1. Antixenosis o no preferencia: permite a las plantas no compatibilizar con el insecto, evitando que éste la utilice para oviposición, alimento o refugio. Dicho mecanismo afecta en forma adversa el comportamiento del insecto, pues no le permite parasitar.
  1. Repelencia: estos compuestos provocan en los insectos repugnancia y, por lo tanto, que se alejen de la planta.
  1. Tolerancia: la planta es capaz de soportar una población de insectos sin pérdida de su vigor o reducción del rendimiento.
  1. Antibiosis: afecta de forma negativa los procesos metabólicos de los insectos, interfiriendo con los procesos fisiológicos del crecimiento, la reproducción y/o la supervivencia.
  1. Escape de plaga: consiste en que la planta no se encuentra en un estado de desarrollo susceptible cuando se produce el ataque de los insectos.

De igual forma hay algunas moléculas que intervienen en estas reacciones de defensa. Se describen a continuación:

Ácido salicílico. Genera la activación de mecanismos de resistencia sistémica inducida (ISR). Estos mecanismos de defensa no sólo se activan en el tejido donde se produce el reconocimiento del patógeno, sino también en el resto de la planta que no ha estado expuesta a la infección, protegiéndola frente a posteriores ataques de patógenos y/o plagas.

Ácido salicílico gálico. Permite activar el sistema de refrigeración de los vegetales en ausencia de agua y con limitaciones frente a la transpiración, factores que pueden inducir la aparición de enfermedades e insectos. Las plantas liberan el exceso de calor produciendo gases distintos al vapor de agua; entre estos el más común es el 2 metil 1.3 butadieno. En consecuencia, hay fotodescomposición de sustancias como carotenos y ácidos aromáticos como salicílico gálico y hidroxiámico.

La inducción de respuesta de la planta ante el estrés hídrico y salino. El ácido salicílico, el gálico y el aminoácido prolina son compuestos muy importantes en los procesos fisiológicos de las plantas, pues activan diferentes genes relacionados con el agobio. En el caso de la tolerancia a la salinidad, diferentes estudios han determinado que las plantas bajo tratamientos AS pueden resistir a condiciones de salinidad.

Ácido gálico riboflavina salicílico hidroxámico. Produce un efecto antioxidante o antienvejecimiento de tejidos. Los radicales libres contribuyen a procesos como envejecimiento, ya que toman electrones de las células de las membranas y la pared celular, que pierden propiedades como elasticidad y firmeza.

Ácido gálico. Como antibiótico inhibe el crecimiento bacteriano en los cultivos. También tiene efecto fungistático, aunque en muchas enfermedades tiene efecto fungicida, debido a que es catalogado como fitoalexina junto al AS; riboflavina; hidroxámico. Así mismo, se reportan efectos como fungicida y fungistático en hongos como Peronospora y Phythopthora en cultivos de solanáceas, y como fungicida en combinación con hidroximatos en cenicillas y algunos virus. 

Ácido hidroxámico. Es una clase de compuesto químico que comparte el mismo grupo funcional; en él un grupo hidroxilamina está insertado en un ácido carboxílico. Su estructura general es R-CO-NH-OH, con R como residuo orgánico, CO como un grupo carbonilo y un grupo hidroxilamina NH-OH. Son usados como agentes quelantes de metales y principalmente como vehículo para la absorción del hierro como un sideróforo o ionóforo.

Los ácidos hidroxámicos han sido implicados en la resistencia de cereales a diversas plagas de insectos, como Ostrinia spp y diatraea spp, generando un efecto que frena su aparición y proliferación. En otras plagas como mosca blanca, áfidos, thrips, crysomelidos y algunos chinches generan efectos repelentes y de incompatibilidad (antixenosis).

Ácidos gálico e hidroxicinámico. Tienen propiedades anti-hongos y anti-virales que actúan como antioxidantes ayudando a proteger las células contra el daño oxidativo. Tienen actividad antibacterial y promueven la inhibición enzimática de algunos microorganismos; además, la interacción de estos elementos sobre las adhesinas (proteínas de la pared celular), y la capacidad que tienen de unirse a polisacáridos intervienen en el desarrollo microbiano. 

La riboflavina. Es sintetizada por las plantas y muchos microorganismos; puede actuar como un activador de resistencia para contrarrestar el estrés biótico. Adicionalmente, la riboflavina es importante para la formación de procesos de oxido reducción con FAD y FADP, enzimas fundamentales en la preservación del ciclo interno del nitrógeno.

Dimetilsulfóxido (DMSO). Inductor de resistencia. Estimulador natural de crecimiento y potencializador de ingredientes activos. Se reporta que el dimetilsulfóxido incrementa la proporción de flores femeninas en la calabaza y afecta la retención de vainas en frijol. Incrementa la división celular y el crecimiento de protoplastos y callos de Hibiscus oryza; incluso se han reportado efectos positivos del DMSO en la producción de tubérculos.

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La agricultura tiene un alto grado de riesgo. Aun así, existen herramientas que permiten atenuar problemas en los cultivos; todo radica en un manejo racional de la información e insumos y en tener una apertura mental suficiente para aceptar el acercamiento de nuevos niveles tecnológicos en el desarrollo de cualquier actividad agrícola.

Magro S.A. dentro de su línea de productos biorracionales, ha integrado una propuesta con diferentes productos que, entre sí, se complementan y potencializan. A continuación, se realiza una descripción de los productos que forman parte de esta propuesta: 

TANGO es un potenciador de la nutrición, inoculante biológico formulado a partir de la mezcla física de cinco bacterias benéficas que establecen una relación simbiótica con las raíces, aumentando el volumen radicular y solubilizando nutrientes para una rápida absorción por parte de la planta.

AGRISPON es un bioestimulante, regulador fisiológico de origen orgánico, obtenido de extractos de las plantas: Roble Rojo (Quercus falcata), Nopal Espinosa (Opuntia lindheimeri), Zumaque (Rhus aromatica) y Mangle (Rhizophoria mangle); gracias a su complejo de hormonas y ácidos nucleicos, activa las enzimas en los diferentes procesos fisiológicos, estimulando positivamente a la planta. Así mismo, sus minerales aportan estabilidad al producto, además de ser fuente de micronutrientes.

Como complemento a esta propuesta de productos biorracionales, en Magro S.A. estamos próximos a presentar un bioestimulante regulador fisiológico de origen orgánico llamado SUMMER SL. Este producto está diseñado con el amplio concepto de bioestimulación, siendo un promotor global del crecimiento y desarrollo de las plantas. Induce una cascada enzimática que activa el metabolismo y potencializa su actividad fisiológica en forma rápida pero natural y equilibrada, aumentando la capacidad fotosintética y la síntesis de compuestos energéticos. Adicionalmente, Summer SL promueve la síntesis de cloroplastos aumentando la concentración de clorofila y la capacidad fotosintética.

Con la implementación integrada de la propuesta Magro, buscamos potenciar los niveles de actividad metabólica de la planta, para incrementar el uso eficiente de insumos y mejorar la traslocación de fotosintatos acumulables, aumentando la capacidad de soportar situaciones de agobio continuo (factores abióticos) y los ataques de plagas y enfermedades (factores bióticos) para aportar valor y competitividad a nuestros agricultores.