Por: Oscar Mauricio Archila – I.A., Msc.
Director Técnico y de Asuntos Regulatorios
Químicos OMA S.A.

¿Qué son los bioestimulantes?

La palabra “bioestimulante” en producción de cultivos fue definida para describir sustancias que, en pequeñas cantidades, promueven el crecimiento de las plantas sin ser fertilizantes, acondicionadores de suelos o fitosanitarios (1). 

La definición anterior se centró en compuestos orgánicos y bioquímicos, pero dado que la acción de los bioestimulantes también podía ser respuesta a aplicaciones de insumos biológicos, se hizo necesario agregar a los microorganismos benéficos.

“Un bioestimulante vegetal es cualquier sustancia o microorganismo que se aplica a los cultivos con el objetivo de obtener eficiencia nutricional, aumentar la tolerancia al estrés abiótico y/o mejorar los rasgos de calidad, independientemente de su contenido de nutrientes” (1). Esta es la definición actualmente propuesta y adoptada en Estados Unidos (2) y Europa (3).

Es importante diferenciar a los bioestimulantes de los Reguladores de crecimiento de las plantas (RCP), que son agentes químicos que promueven, inhiben o modifican un determinado proceso fisiológico vegetal (4). En este caso se refiere principalmente (no exclusivo) a fihormonas (auxinas, citoquininas, giberelinas, etileno, ácido abscísico, brasinoesteroides, estrigolactonas) y otros fitorreguladores (poliaminas, jasmonatos, ácido salicílico) que además pueden provocar respuestas de tipo fisiológico, tales como desecación, defoliación y maduración (5).

A partir de estas definiciones es posible hacer algunas aclaraciones que pueden ser de utilidad para mejorar nuestra interacción con la literatura técnico-científica, la oferta comercial creciente y la regulación actual.

Los productos bioestimulantes contienen sustancias (extractos de algas, aminoácidos, ácidos orgánicos) y/o microorganismos benéficos[1] (Azotobacter spp., Rhizobium spp., Azospirillum spp y micorrizas) (6) que funcionan al ser aplicados foliarmente o a la rizosfera para estimular procesos naturales que mejoran la toma de nutrientes, mitigan los efectos del estrés abiótico (sequía, calor, frio, heridas, radicales libres, etc.), mejoran el vigor, incrementan la microbiología benéfica de los suelos, la biomasa radical  y como consecuencia, la calidad de los cultivos (1). Por definición, es claro que los bioestimulantes no son productos fertilizantes, no son reguladores de crecimiento vegetal y mucho menos pesticidas o fitosanitarios.

Categorías

La categorización aquí presentada, está alineada a la definición de bioestimulante que incluye tanto sustancias orgánicas como microrganismos.

Sustancias orgánicas

  • Extractos de algas

Los géneros más usados son: Ascophylum nodosum, Fucus spp, Laminaria spp, Sargassum spp y Turbinaria spp. Los extractos de algas actúan como bioestimulantes principalmente debido a la presencia de hormonas vegetales como auxinas, citoquininas y giberelinas (7) . 

  • Aminoácidos

Los aminoácidos son moléculas importantes en los mecanismos de las plantas porque son la base de las proteínas. Existen dos formas, una fuente animal que se obtiene por hidrólisis del colágeno a alta temperatura, e hidrolizados vegetales que se obtienen por hidrólisis enzimática a bajas temperaturas. La acción de los aminoácidos sobre los cultivos se ha centrado en la superación de situaciones de estrés y en procesos fisiológicos de gran actividad metabólica presentes en las fases de brotación y floración (8).

  • Sustancias húmicas

Las sustancias húmicas son componentes naturales de la materia orgánica del suelo que resultan de la descomposición de residuos vegetales, animales y microbianos, pero también de la actividad metabólica de la microbiología del suelo que utilizan estos sustratos. Las sustancias húmicas (huminas, ácidos húmicos y ácidos fúlvicos) han sido reconocidas como contribuyentes esenciales para la fertilidad del suelo, pues actúan mejorando sus propiedades físicas, fisicoquímicas, químicas, biológicas y microbiológicas (6,9). 

Microorganismos benéficos

  • Hongos benéficos

Esta categoría está representada principalmente por hongos micorrícicos. Estos colonizan las raíces de las plantas y les proporcionan elementos minerales y agua que extraen del suelo a través de una red externa de hifas, mientras que la planta suministra al microorganismo compuestos orgánicos y azúcar (rizo deposición) (10). Gracias a las micorrizas, las plantas aumentan su superficie del sistema radical y, en consecuencia, la capacidad de absorción de nutrientes y agua (10). Otros géneros de hongos (Ej. Trichoderma spp) estimulan el desarrollo de las plantas y aumentan su productividad (11). También son capaces de inducir la formación de raicillas y de estimular la colonización de la rizosfera por otros microorganismos benéficos.

  • Bacterias benéficas

Las bacterias benéficas, se ubican por asociación en la rizosfera (rizo bacterias) y actúan principalmente sobre las funciones nutricionales de las plantas, en particular sobre el aumento de la absorción de minerales. Los principales productos ofrecidos en el mercado corresponden a rizobacterias que promueven el crecimiento de las plantas (RPCP)(11)

Beneficios

La naturaleza y función de los bioestimulantes es diversa. En todo caso se busca desplazar las reacciones bioquímicas naturales de la planta hacia lo que pretendemos favorecer, derivando de allí sus beneficios más importantes.

  • Incremento en la tasa de absorción de nutrientes minerales

Ingredientes activos de productos bioestimulantes han demostrado sus efectos en la asimilación de elementos como Fósforo (efecto sobre la fosfatasa) y Nitrógeno. Este es el caso del hidrolizado de proteínas, Rhizobium spp., Azospirillum spp., Pseudomonas spp., micorrizas y los extractos de algas (1,4,12,13). Para otros minerales, el trabajo es menos significativo y los efectos menos conocidos. El beneficio principal mencionado en los resultados de las investigaciones, es el aumento en el contenido mineral de las plantas, lo que permite un mejor rendimiento, así como un aumento en algunos criterios de calidad (1,7,8). 

  • Mejora en la actividad fotosintética de las plantas

Se ha demostrado que los hidrolizados de proteínas y los extractos de algas marinas tienen efecto sobre el pigmento fotosintético ayudando a aumentar la actividad sintética (6,9,13). La aplicación de bioestimulantes con péptidos y extractos de algas marinas resaltan el color de las hojas y órganos de interés. Aplicaciones de aminoácidos, han mostrado efectos positivos tanto en el aumento del rendimiento como en la tolerancia al estrés abiótico (6–9).

  • Efecto sobre el balance hormonal

Los bioestimulantes actúan sobre la producción de hormonas de crecimiento (auxinas, giberelinas) (1,4,6). Cuando se aplican microorganismos, extractos de algas, componentes de aminoácidos y péptidos se estimula el desarrollo durante la fase inicial del crecimiento vegetativo y de la biomasa radical (4,6,8,10). El beneficio obtenido es la mejora en la calidad y la mitigación de los efectos del estrés abiótico[2].

  • Tolerancia al estrés abiótico

La tolerancia al estrés abiótico está directamente relacionada con la acción fisiológica específica que ejercen los productos sobre un factor de estrés vegetal concreto. Por ejemplo, un aminoácido con micronutrientes puede rápidamente corregir un problema de estrés por carencia nutricional mediante aplicación foliar, mientras que un producto de aminoácidos con ácidos húmicos mejorará la absorción de nutrientes por una mejor adecuación de las interacciones suelo-planta (6–8). Así mismo, si en un insumo con aminoácidos se potencia la fenilalanina (precursor de la vía fenil propanoide), se espera un efecto positivo en la protección antioxidante frente a la formación de especies reactivas del oxígeno ROS (estrés oxidativo) (8).      

Los productos bioestimulantes enfocados al estrés abiótico se clasifican en tres grupos: algas marinas, aminoácidos y extractos (vegetales y de microorganismos). Estos grupos están contemplados como estratégicos por la gran mayoría empresas productoras y comercializadoras, dada la demanda creciente por herramientas efectivas para mitigar problemas específicos en los cultivos.

Aspectos regulatorios

Colombia no cuenta con una resolución ICA específica para el registro de bioestimulantes de uso agrícola, como tampoco es lo común a nivel global. Europa y Estados Unidos lideran el proceso regulatorio sin que esté totalmente desarrollado. La mayoría de productos del mercado que se promocionan como bioestimulantes, necesariamente están registrados como: 

  1. Inoculante biológico de uso agrícola: si sus ingredientes activos bioestimulantes son microorganismos benéficos (Res. ICA 698-2011).
  2. Fertilizantes: que declaran en su etiqueta, un determinado contenido de aminoácidos, sustancias húmicas y/o algas. (Res. ICA 150-2003).
  3. Reguladores fisiológicos:  Si se trata de sustancias como ácidos grasos y aminoácidos de síntesis (ATC, AATC entre otros)3]. Resolución 2713 de 2006.

La implementación de sistemas de producción sostenible e integral en el sector floricultor, ha motivado a la industria de los insumos a desarrollar y registrar productos bioestimulantes, generando una gama diversa en el mercado. Bajo este contexto, es importante tener en cuenta esta herramienta estratégica tras los efectos y beneficios demostrados.

Referencias

  1. Du Jardin P. Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation. Sci Hortic. 30 de noviembre de 2015 [citado 2 de diciembre de 2019];196:3-14. Disponible en: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304423815301850
  2. EPA Releases for Public Comment Draft Guidance for Plant Regulators, Including Plant Biostimulants. US EPA. Disponible en: https://www.epa.gov/pesticides/epa-releases-public-comment-draft-guidance-plant-regulators-including-plant-biostimulants
  3. REGULATORY – Biostimulant [Internet]. [citado 13 de diciembre de 2019]. Disponible en: https://biostimulant.com/regulatory/
  4. George E, Hall M, De Klerk G-J. Plant Growth Regulators I: Introduction; Auxins, their Analogues and Inhibitors. Plant Propag Tissue Cult 3rd Ed. 1 de enero de 2008;1. 
  5. Manual Técnico Andino para el Registro y Control de Plaguicidas Químicos de Uso Agrícola. Lima, 02 de agosto 2019 (Gaceta oficial 3709 del acuerdo de Cartagena)
  6. Drobek M, Frąc M, Cybulska J. Plant Biostimulants: Importance of the Quality and Yield of Horticultural Crops and the Improvement of Plant Tolerance to Abiotic Stress—A Review. Agronomy. junio de 2019
  7. Protein Hydrolysates as Biostimulants – Biostimulant. [citado 8 de diciembre de 2019]. Disponible en: https://biostimulant.com/protein-hydrolysates-as-biostimulants/
  8. ResearchGate [Internet]. [citado 10 de diciembre de 2019]. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/225338767_Seaweed_Extracts_as_Biostimulants_of_Plant_Growth_and_Development.
  9. Halpern M, Bar-Tal A, Ofek M, Minz D, Müller T, Yermiyahu U. The Use of Biostimulants for Enhancing Nutrient Uptake. Adv Agron. 31 de diciembre de 2015;130:141-74. 
  10. Mycorrhizae as a Biostimulant – Biostimulant [Internet]. [citado 8 de diciembre de 2019]. Disponible en: https://biostimulant.com/mycorrhizae-as-a-biostimulant/
  11. Buchanan, B., Wilhelm, G., Russell L. J. Biochemistry and Molecular Biology of Plants [Internet]. Second edition. 2015 [citado 25 de marzo de 2018]. 
  12. New Farm Bill Makes Way for Plant Biostimulants [Internet]. Growing Produce. 2019 en: https://www.growingproduce.com/fruits/new-farm-bill-makes-way-for-plant-biostimulants/
  13. Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation | Elsevier Enhanced Reader [Internet]. [citado 2 de diciembre de 2019]. Disponible en: https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0304423815301850

[1] La legislación europea solo acepta estos cuatro géneros (EC-1069/2019)

[2] La figura adaptada ilustra los beneficios reportados como respuesta al uso de bioestimulantes.

[3] Bajo la resolución 2713 es necesario presentar concepto toxicológico (estudios de toxicología), razón por la cual se prefieren las otras vías de registro.

por Metroflor
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