Origen y evolución del término bioestimulante

Los bioestimulantes vegetales, como innovación prometedora y respetuosa con el medio ambiente, han recibido una atención considerable en las dos últimas décadas, especialmente debido a su capacidad para potenciar la floración, el crecimiento de las plantas, el cuajado de los frutos, la productividad de los cultivos, la eficiencia en el uso de nutrientes (NUE) y la tolerancia de los cultivos frente a una amplia gama de estresores abióticos.

El concepto de bioestimulante es bastante reciente, pero ¿cuál ha sido su origen y evolución hasta hoy?

En este artículo recogemos las etapas más relevantes de la evolución del término bioestimulante desde su origen hasta la primera definición oficial y formal incluida en el nuevo Reglamento de Productos Fertilizantes de la UE (Reglamento UE 2019/1009) que entró en vigor el 16 de julio de 2022.

⦁ 1933: el término bioestimulante está vinculado al concepto de teoría del "estimulante biogénico" atribuido al profesor V.P. Filatov. Filatov propuso que los materiales biológicos derivados de diversos organismos, incluidas las plantas, que habían estado expuestos a factores estresantes podían afectar a los procesos metabólicos y energéticos de los seres humanos, los animales y las plantas.

⦁ 1956: Blagoveshchensky desarrolló aún más estas ideas con referencia específica a su aplicación para las plantas, considerando los estimulantes biogénicos como "ácidos orgánicos con efectos estimulantes debido a sus propiedades dibásicas que pueden potenciar la actividad enzimática en las plantas." Sin embargo, el concepto de Filatov no se limitaba únicamente a estos compuestos.

⦁ 1994: la revisión pionera de Herve ofrece el primer enfoque conceptual real de los bioestimulantes. Herve sugiere que el desarrollo de nuevos "productos biorracionales" debería basarse en un enfoque sistémico fundamentado en la síntesis química, la bioquímica y la biotecnología, aplicado a las limitaciones fisiológicas, agrícolas y ecológicas reales de las plantas. Sugiere que estos productos funcionen a dosis bajas, sean ecológicamente benignos y tengan beneficios reproducibles en el cultivo de plantas agrícolas.

⦁ 1997: la primera definición de la palabra bioestimulantes apareció en una revista web dedicada a los profesionales del mantenimiento del césped, llamada Ground Maintenance. En esta revista web, Zhang y Schmidt, del Departamento de Ciencias Medioambientales de Cultivos y Suelos del Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia, definieron los bioestimulantes como "materiales que, en cantidades ínfimas, promueven el crecimiento de las plantas". Al utilizar las palabras "cantidades diminutas" para describir los bioestimulantes, los autores pretendían distinguirlos de los nutrientes y las enmiendas del suelo, que también promueven el crecimiento de las plantas pero se aplican en mayores cantidades. Los bioestimulantes mencionados en este artículo eran los ácidos húmicos y los extractos de algas marinas. En posteriores artículos revisados por los mismos autores sobre la misma investigación o similar no se utilizó necesariamente el término bioestimulante. Por ejemplo, un artículo que describía el uso de ácidos húmicos y extractos de algas marinas para aumentar la tolerancia a la sequía del césped no utilizaba el término bioestimulante en absoluto. El artículo se centraba en las actividades similares a las hormonas de estos compuestos y se utilizaba el término "productos que contienen hormonas" en lugar de bioestimulantes. Esta elección también podría explicarse por la normativa de Estados Unidos, donde la Agencia de Protección Medioambiental ('EPA') exime del registro a los "productos hortícolas con hormonas vitamínicas" en determinadas condiciones. Zhang y Schmidt explicaron la acción bioestimulante por los efectos hormonales y, en segundo lugar, por la protección contra el estrés abiótico mediante antioxidantes. El término "potenciadores metabólicos" también se utilizó en trabajos posteriores.

⦁ 2007: en la literatura científica, la palabra bioestimulante fue definida por primera vez por Kauffman et al. en un artículo revisado por expertos, con modificaciones: "los bioestimulantes son materiales, distintos de los fertilizantes, que promueven el crecimiento de las plantas cuando se aplican en bajas cantidades". Merece la pena mencionar la adición de las palabras "distintos de los fertilizantes", que coincide con la descripción de Zhang y Schmidt, pero que no se incluyó explícitamente en su definición original. Kauffman et al. intentan resumir qué son los bioestimulantes, introduciendo una clasificación: "Los bioestimulantes están disponibles en una variedad de formulaciones y con distintos ingredientes, pero generalmente se clasifican en tres grupos principales en función de su fuente y contenido. Estos grupos incluyen las sustancias húmicas (HS), los productos que contienen hormonas (HCP) y los productos que contienen aminoácidos (AACP). Los HCP, como los extractos de algas marinas, contienen cantidades identificables de sustancias activas para el crecimiento de las plantas, como auxinas, citoquininas o sus derivados".

⦁ 2012: la Comisión Europea asignó un estudio ad hoc sobre bioestimulantes vegetales para evaluar las sustancias y materiales implicados, que fue publicado por du Jardin como: "La ciencia de los bioestimulantes vegetales - Un análisis bibliográfico". Basándose en la literatura científica (250 artículos científicos que utilizaban el término "bioestimulante" en sus títulos y/o resúmenes), se propuso la siguiente definición: "Los bioestimulantes vegetales son sustancias y materiales, con la excepción de nutrientes y plaguicidas, que, cuando se aplican a plantas, semillas o sustratos de cultivo en formulaciones específicas, tienen la capacidad de modificar los procesos fisiológicos de las plantas de forma que proporcionan beneficios potenciales para el crecimiento, el desarrollo y/o las respuestas al estrés". du Jardin llegó a la conclusión de que los PB son materiales muy heterogéneos, y propuso en su estudio ocho categorías de sustancias que actúan como bioestimulantes: sustancias húmicas, materiales orgánicos complejos (obtenidos a partir de residuos agroindustriales y urbanos, extractos de lodos de depuradora, compost y estiércol), elementos químicos beneficiosos (Al, Co, Na, Se y Si), sales inorgánicas, incluido el fosfito, extractos de algas marinas (macroalgas pardas, rojas y verdes), quitina y derivados del quitosano, antitranspirantes (caolín y poliacrilamida) y aminoácidos libres y sustancias que contienen N (péptidos, poliaminas y betaínas); pero no incluía ningún bioestimulante microbiano.

⦁ 2015: en el marco de un número especial sobre "Bioestimulantes en horticultura" dirigido por Colla y Rouphael, du Jardin propuso una nueva definición, respaldada por pruebas científicas sobre el modo de acción, la naturaleza y los tipos de efectos de los PB en los cultivos agrícolas y hortícolas. Los PB fueron definidos por du Jardin de la siguiente manera: "Un bioestimulante vegetal es cualquier sustancia o microorganismo aplicado a las plantas con el objetivo de mejorar la eficiencia nutricional, la tolerancia al estrés abiótico y/o los rasgos de calidad del cultivo, independientemente de su contenido en nutrientes". Esta definición podría completarse con "Por extensión, los bioestimulantes vegetales también designan los productos comerciales que contienen mezclas de dichas sustancias y/o microorganismos". Ese mismo año, en un número especial, Colla y Rouphael propusieron 6 categorías de PB no microbianos y 3 microbianos: (i) quitosano, (ii) ácidos húmicos y fúlvicos, (iii) hidrolizados de proteínas, (iv) fosfitos, (v) extractos de algas, (vi) silicio, (vii) hongos micorrícicos arbusculares (HMA), (viii) rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR), y (ix) Trichoderma spp.

⦁ 2019: el nuevo reglamento de la UE (UE) 2019/1009, conocido como Reglamento sobre productos fertilizantes, reconoció formalmente y proporcionó por primera vez una definición oficial para los bioestimulantes vegetales: "Un bioestimulante vegetal será un producto fertilizante de la UE cuya función sea estimular los procesos de nutrición de la planta independientemente del contenido de nutrientes del producto con el único objetivo de mejorar una o más de las siguientes características de la planta o la rizosfera de la planta: i) eficiencia de uso de nutrientes, ii) tolerancia al estrés abiótico, iii) rasgos de calidad, o iv) disponibilidad de nutrientes confinados en el suelo o la rizosfera". Basándose en esta definición, los PB se especifican a partir de las alegaciones de funciones agrícolas e incluyen diversas sustancias naturales bioactivas: (i) ácidos húmicos y fúlvicos, (ii) hidrolizados de proteínas animales y vegetales, (iii) extractos de algas macroalgas, y (iv) silicio, así como microorganismos beneficiosos: (i) hongos micorrícicos arbusculares (HMA) y (ii) bacterias fijadoras de N de cepas pertenecientes a los géneros Rhizobium, Azotobacter y Azospirillum.

El término y el concepto de bioestimulante se han revisado y actualizado varias veces a lo largo de los años, reflejando el interés y los numerosos estudios que la comunidad científica ha dedicado a esta nueva categoría de productos. En un principio, el término bioestimulante apareció como un descriptor versátil de cualquier sustancia con un efecto beneficioso para las plantas y que no se incluyera entre los fertilizantes, los productos fitosanitarios y las enmiendas del suelo. En otras palabras, por tanto, los bioestimulantes se definieron mediante una lógica negativa que excluye lo que no son. De este modo, se trazó una línea divisoria entre los bioestimulantes y otras categorías de sustancias ampliamente aplicadas a los cultivos, como los fertilizantes y los productos fitosanitarios. En una segunda fase se puso de relieve que las acciones positivas atribuibles a los bioestimulantes también pueden ser ofrecidas por bacterias y hongos, ampliando así las categorías de bioestimulantes para incluir también a los microorganismos. Por último, en 2019 el nuevo Reglamento de la UE 2019/1009, conocido como Reglamento de Productos Fertilizantes, reconoció formalmente por primera vez los bioestimulantes vegetales. En este nuevo reglamento los bioestimulantes aparecen como una categoría propia con reglas únicas que permiten la comercialización en el ámbito europeo.