A todos los agricultores les interesa recuperar el potencial de rendimiento perdido por el estrés abiótico de los cultivos, como la sequía, la hipersalinidad, la temperatura, el agua y, en algunas regiones, la aplicación de herbicidas. Múltiples estreses en una misma temporada pueden comprometer gravemente la producción de los cultivos.
Por ejemplo, la aplicación de herbicidas puede aumentar el estrés oxidativo en las plantas a través de la generación de especies reactivas al oxígeno en las células (Gomes et al, 2017) causando daño celular. Este daño, como todos los daños del estrés abiótico, puede ir de leve a grave, variar según el tipo de estrés, y los síntomas pueden ser visibles durante unos días o semanas. Independientemente de cómo se presente el estrés abiótico, un productor necesita mitigarlo y conseguir que los cultivos vuelvan a un patrón de crecimiento positivo para aprovechar todo su potencial de rendimiento.
Una opción notablemente estudiada es el uso de hidrolizados de proteínas (PH), específicamente derivados de leguminosas/plantas, que han demostrado promover la actividad antioxidante (Rouphael et al, 2017) y mejorar la respuesta de las plantas al estrés abiótico (Lucini et al, 2014). Hay muchos productos PH en el mercado, sin embargo, la composición de los productos varía ampliamente. La investigación sobre PH derivados de leguminosas que contienen una alta concentración de péptidos ha demostrado estimular el crecimiento de las raíces (Kim et al, 2019), mejorar la eficiencia del uso del nitrógeno (Carillo et al, 2019; Lucini et al, 2014) y aumentar la movilidad de los nutrientes en las plantas (Colla et al, 2013), todo lo cual contribuye a mejorar la respuesta de los cultivos al estrés.
¿Qué son los péptidos?
Los péptidos son aminoácidos unidos en una secuencia específica para formar cadenas peptídicas. Estos componentes fundamentales de las células desempeñan importantes funciones biológicas. Como en un sistema de cerradura y llave, cada péptido es una "llave" que encaja en un receptor proteínico específico, la "cerradura", de la membrana celular que estimula la función de la célula y afecta al crecimiento de la planta. Hay cientos de hormonas peptídicas en el genoma vegetal que corresponden a numerosas funciones fisiológicas que "desbloquean", incluidas funciones que ayudan a la recuperación del estrés abiótico. Además, hay muchos péptidos que actúan como antioxidantes previniendo el estrés oxidativo.
El bioestimulante PH derivado de leguminosas induce respuestas de enraizamiento adventicio. (Kim et al, 2019) Estimular el crecimiento de pelos radiculares finos permite a una planta absorber más nutrientes, tener una mejor capacidad de absorción de agua del suelo y preparar a una planta para manejar mejor el estrés.
Lucini et al (2014) estudiaron los efectos de un PH derivado de la planta sobre el crecimiento, la morfología de la raíz, el índice SPAD, la fluorescencia de la clorofila, la composición mineral de la hoja y el perfil metabólico de la lechuga de invernadero con un PH derivado de la planta bajo la influencia de condiciones de estrés salino. En este estudio, la aplicación del bioestimulante resultó en una menor tasa de pérdida de porcentaje de rendimiento y reducción de biomasa en comparación con el control, y la capacidad de mantener "un mejor estado nutricional (mayor N y P) en los tejidos de los brotes, lo que lleva a un mayor rendimiento del cultivo".
Carrillo et al (2019) encontraron que "La aplicación foliar de un PH [derivado de plantas] aumentó el rendimiento de las plantas de espinaca incluso bajo un tratamiento subóptimo de N". Este aumento del rendimiento en fresco se asoció a la presencia de aminoácidos y pequeños péptidos en el PH que actúan como moléculas señalizadoras que, entre otras cosas, inducen una "respuesta de adquisición de nutrientes que mejora la adquisición y asimilación de nutrientes."
Investigación, investigación y más investigación.
Colla et al. (2013) midieron los efectos de un PH de origen vegetal en el maíz. Los resultados, indicados en el siguiente gráfico, ilustran que el PH de origen vegetal aumentó la biomasa seca y el índice SPAD, que es un indicador de la producción de clorofila en la planta. Los péptidos también aumentaron sustancialmente el contenido foliar de nitrógeno, todos ellos indicios de una mejor absorción y asimilación de nutrientes.
El estrés oxidativo provoca la peroxidación lipídica de la membrana celular (generación de MDA) con pérdida de funcionalidad celular. Las plantas tienen un sistema de defensa antioxidante natural que comprende componentes no enzimáticos y enzimáticos. Los bioestimulantes basados en PH pueden mitigar el estrés oxidativo como fuente de antioxidantes (algunos péctidos) y reforzando el sistema de defensa antioxidante de las plantas. (Lucini et al., 2014)
El MDA (Malondialdehído) es uno de los varios subproductos de la peroxidación lipídica de las membranas celulares. La disminución de los niveles de MDA en el siguiente gráfico demostró que el PH derivado de plantas mitigó el estrés oxidativo inducido por la aplicación de herbicidas en un experimento con soja en maceta. (Cardarelli et al., inédito)
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