Por: Oscar Patiño
Responsable técnico de investigación
Campofert

Según el EBIC (European Biostimulant Industry Council) “los bioestimulantes vegetales contienen sustancias y/o microorganismos cuya función es, cuando se aplican a la parte aérea de la planta o a la rizósfera, estimular los procesos naturales para mejorar/beneficiar la absorción de nutrientes, la eficiencia nutricional, tolerancia al estrés abiótico y calidad de los cultivos”.

Importantes compuestos como florotaninos, ácido algínico, fucoidanos, manitol y laminaria (F-AA-F-M-L), presentes en los extractos de algas marinas, son ampliamente utilizados para promover el crecimiento de las plantas y superar las condiciones de estrés. Aunque esta fuente ha sido ampliamente estudiada en los últimos años, también es conocido que existen muchos aspectos por desarrollar, desde las diferencias del lugar de cosecha, el impacto en la eficiencia de los varios métodos de extracción y el entendimiento a fondo de su funcionamiento a nivel fisiológico.

Los resultados obtenidos en diferentes estudios nos permiten hablar de una fuente renovable que mejora el desarrollo de las plantas. Las principales bondades de estos compuestos se resumen a continuación.

Mayores producciones y mejor calidad agrícola

Existe un sinnúmero de estudios que muestra mejores resultados en la producción y calidad en diferentes tipos de cultivos, impactos positivos en la producción de biomasa, mayores contenidos de clorofila, mejor calidad, mejor capacidad de germinación y enraizamiento, mayor biosíntesis de metabolitos secundarios y alargamiento de la vida poscosecha de las producciones agrícolas (Shukla et al., 2019).

Gran parte de estas mejoras se debe a que la aplicación de estos compuestos orgánicos aumenta la disponibilidad y toma de nutrientes (Van Oosten et al., 2017). Esto lo lograron corroborar Frioni et al., (2018) con la aplicación foliar de (F-AA-F-M-L) en uva después de floración, lo que aumentó el contenido de nutrientes en los frutos, específicamente la acumulación de antocianinas y fenólicos. Esta información también se corroboró con el aumento del contenido de macronutrientes y micronutrientes en el cultivo de tomate después de la aplicación (Di Stasio et al., 2018).

Se aumentó la absorción de nitrato al inducir la expresión de los genes relacionados con la toma de este nutriente y el metabolismo de los aminoácidos. (Jannin et al., 2013).

El tratamiento previo a la cosecha con 1.0 g/L de (F-AA-F-M-L) a través de un empapado de raíces mejoró la calidad y el contenido de nutrientes en espinaca durante el almacenamiento posterior a la cosecha (Fan et al., 2014). Estos resultados muestran que la aplicación de estos extractos posee la capacidad de aumentar el crecimiento de las plantas al mejorar la absorción de nutrientes por medio de la regulación de los genes involucrados en su adquisición.

Mayor crecimiento de las plantas por la regulación de la biosíntesis de fitohormonas

Se ha comprobado también que los extractos de (F-AA-F-M-L) mejoran el crecimiento de las plantas al regular la biosíntesis de fitohormonas regulando, por ejemplo, la actividad de la auxina en plantas tratadas con el extracto orgánico. (Rayorath et al., 2008).

La aplicación de este extracto mostró una mayor concentración de citoquininas y acido abcísico, junto con una reducción en los niveles de ácido indol acético. Esta observación generó un mayor crecimiento de las plantas vegetativas y mostró que la aplicación de estos extractos retardaba la senescencia en la Arabidopsis, al aumentar el contenido de citoquininas endógenas. La aplicación a la raíz moduló la expresión de genes involucrados en la biosíntesis de acido giberélico. (Wally et al., 2013).

Tolerancia al estrés por salinidad

El estrés leve por salinidad causa sequía fisiológica en las plantas, deteriorando las relaciones célula-agua, inhibiendo la expansión celular y, en consecuencia, reduciendo la tasa de crecimiento. 

La exposición a largo plazo a alta salinidad causa estrés iónico al perturbar la homeostasis de los iones intracelulares, lo que resulta en disfunción de la membrana y atenuación de la actividad metabólica, inhibiendo el crecimiento e induciendo la muerte celular.

Diferentes estudios revelaron que la aplicación de extractos de (F-AA-F-M-L)    mejoraron la tolerancia al estrés por salinidad en Arabidopsis, Tomate (Solanum lycopersicum), Maracuyá (Passiflora edulis) y Aguacate (Persea americana).

El estrés por salinidad reduce el crecimiento y rendimiento del aguacate en casi un 50%. Frente a la aplicación de estos extractos, diferentes pruebas arrojaron resultados que confirmaron la reducción de los efectos del estrés por salinidad en el crecimiento y la productividad del aguacate, al mejorar la absorción de nutrientes. Las plantas de aguacate tratadas mostraron un mayor contenido de Ca²⁺ y K⁺.

Es evidente que estos componentes bioactivos son capaces de reducir el estrés de salinidad a través de varios mecanismos: al proteger las estructuras celulares de la pérdida de agua actuando como un tampón de hidratación; secuestrando iones y protegiendo directamente otras proteínas; mejorando la absorción de nutrientes en plantas cultivadas bajo estrés por salinidad aumentando la absorción de fósforo (P), calcio (Ca) y potasio (K); y favoreciendo la arquitectura de las plantas y el sistema radicular aún en condiciones de deficiencia de fósforo y estrés por salinidad. (Shukla et al., 2018).

Tolerancia al estrés por sequía 

La sequía impacta negativamente la fisiología de la planta y, por lo tanto, la productividad del cultivo, pues impide la toma de nutrientes y agua, la fotosíntesis y asimilación. La aplicación exógena de los compuestos orgánicos de (F-AA-F-M-L) reducen estos efectos.  

El estrés por sequía reduce el enfriamiento por transpiración, por lo tanto, aumenta la temperatura de la hoja. Las plantas tratadas con extractos orgánicos de (F-AA-F-M-L) mostraron mayor conductancia estomática bajo este estrés; La conductancia estomática y las concentraciones de ácido abcísico (ABA) regulan positivamente la expresión de genes específicos durante el estrés por sequía. Induce un cierre estomático parcial para una mayor eficiencia del uso del agua y protege el aparato fotosintético de las condiciones adversas de la sequía, regulando diferentes genes que confieren protección al fotosistema II (PSII). (Shukla et al., 2018).

Las plantas en condiciones de sequía tienden a producir ROS (Especies Reactivas de Oxígeno), que dañan componentes celulares como el ADN, las proteínas, membranas y lípidos. (Jiang & Huang, 2001). La aplicación de los extractos de (F-AA-F-M-L) mejoran la acumulación de prolina y azúcares solubles en las plantas, induciendo también la expresión de diferentes tipos de proteínas. Estos hallazgos mitigaron los efectos del estrés por sequía mediante la regulación molecular y bioquímica intrínseca en las plantas.

Tolerancia al estrés por frío

El estrés por frío afecta negativamente el crecimiento y desarrollo de las plantas, limitando la productividad agrícola. Debido al estrés por congelación, se forma hielo intracelular y extracelular, que altera la integridad de las células y causa la muerte.

Las plantas tropicales y subtropicales son sensibles a este estrés. Diferentes estudios dieron como resultado que los compuestos bioactivos presentes en varios tipos de extractos de (F-AA-F-M-L) pueden mitigar el estrés a baja temperatura en las plantas. La aplicación en cebada de invierno mejoró la resistencia al frío y aumentó la resistencia a las heladas (Burchett et al., 1998).  En respuesta al estrés por congelación, las plantas tienden a acumular prolina, que induce la formación de osmolitos compatibles. La acumulación de azúcares ayuda a las plantas a superar el estrés por congelación desempeñando un papel importante en la estabilización de varios componentes biológicos como la membrana celular y los orgánulos unidos a la membrana (Tarkowski & Van den Ende, 2015).

Estos resultados sugirieron que los tratamientos con (F-AA-F-M-L), antes de la exposición al estrés por congelación, indujeron la acumulación de azúcares solubles. Estos resultados proporcionaron evidencia para apoyar la afirmación de que estos extractos juegan un papel importante en el mejoramiento de la tolerancia a la congelación en plantas a través de cambios moleculares, bioquímicos y fisiológicos.

Con el aumento de la población humana, la agricultura debe ser más productiva con menos recursos y condiciones de crecimiento variables. Para reducir la dependencia a productos químicos sintéticos, la solución debe incluir múltiples fuentes de compuestos naturales que han demostrado promover el crecimiento de cultivos bajo condiciones aparentemente inadecuadas sin los efectos secundarios nocivos. Los extractos de (F-AA-F-M-L) como bioestimulantes son multifacéticos: demuestran eficacia al promover el crecimiento de las plantas y mejorar su resiliencia a las perturbaciones medioambientales de manera natural.