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Interacciones sinérgicas entre bioestimulantes y efectos sobre la productividad y la calidad de los cultivos

Por: Maria Giordano
Departamento de Ciencias Agrarias, Universidad de Nápoles Federico II, 80055 Portici, Italia
*Correspondencia: maria.giordano@unina.it

cultivo hidropónico

Los bioestimulantes vegetales son sustancias y microorganismos, como ácidos húmicos, hidrolizados de proteínas, extractos de algas, hongos micorrícicos y rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (Azospirillum, Azotobacter, Rhizobium spp.). La mayoría de los experimentos con bioestimulantes, realizados hasta la fecha, tienen como objetivo comprender la eficacia de un único bioestimulante en las plantas y/o el efecto de diferentes dosis de cada bioestimulante. Estos experimentos han puesto de relieve el papel de los bioestimulantes en la estimulación de la absorción de nutrientes, el aumento de la tolerancia al estrés abiótico y el rendimiento de los cultivos en términos de producción y calidad. Las tecnologías de metabolómica, genómica, transcriptómica y fenotipado están contribuyendo en gran medida a identificar los mecanismos fisiológicos que subyacen a estas respuestas. La comprensión de las interacciones que pueden establecerse entre diferentes categorías de bioestimulantes constituirá un hito importante. Este conocimiento permitiría el desarrollo de nuevas formulaciones de bioestimulantes que representarán la segunda generación de bioestimulantes (o bioestimulantes 2.0), capaces de responder de forma eficiente y específica a diferentes necesidades agronómicas. También permitiría reducir el uso de fertilizantes químicos y haría más sostenible la agricultura.

Dos o más bioestimulantes utilizados conjuntamente pueden crear interacciones aditivas, sinérgicas o antagónicas. En una interacción antagonista, el efecto concluyente es menor que el que se produce cuando los bioestimulantes se utilizan individualmente. En la interacción aditiva, cada bioestimulante mantiene la misma acción que cuando se utiliza solo, por lo que cada uno de ellos añade su propia acción al efecto global de la mezcla. En la interacción sinérgica, el efecto global de la mezcla es mayor que la suma de los efectos de cada bioestimulante aplicado individualmente.

Los efectos sinérgicos o aditivos de los bioestimulantes microbianos y no microbianos sobre el crecimiento y la producción de algunos cultivos han sido resumidos por Rouphael y Colla, 2018.

Por ejemplo, los bioestimulantes consistentes en extractos de algas (SWE) y ácidos húmicos (HA) aumentaron la altura y la ramificación de las plantas de cacahuete en comparación con las plantas no tratadas (si se utilizaba HA, en un 34,5% y un 33%, respectivamente, si se utilizaba SWE, en un 17,2 y un 60,0%, respectivamente). Sin embargo, la combinación de los dos bioestimulantes incrementó los dos parámetros en mayor medida en relación no sólo con las plantas no tratadas, sino también con la suma de los efectos de cada bioestimulante. Los dos parámetros aumentaron un 65,0% y un 100% respectivamente, lo que demuestra un efecto sinérgico de los dos bioestimulantes.

En otro estudio, el peso seco de las raíces de cebolla y el contenido en carotenoides aumentaron un 43,9% y un 12,1% respectivamente si se añadían ácidos húmicos (AH) un día después de trasplantar las plántulas, en comparación con las plantas no tratadas. La aplicación de inóculo micorrícico líquido (Rhizophagus intraradices) en la rizosfera incrementó los dos parámetros en un 29,6% y un 57,1% respectivamente. Se demostró un efecto sinérgico cuando se combinaron los dos bioestimulantes (HA e inóculo micorrícico), ya que el aumento del peso seco de las raíces y del contenido de carotenoides, en comparación con las plantas no tratadas, fue del 106,7 y del 123,6%. La combinación de la aplicación de hongos micorrícicos (Rhizophagus intraradices) y HA mediante pulverización sobre el sustrato de ballico perenne produjo un mayor incremento de la biomasa radicular y del contenido en clorofila que cuando se utilizó cada bioestimulante por separado.

Se observó un efecto sinérgico cuando se sumergieron raíces de plántulas de piña durante 24 horas en una suspensión de HA derivado de vermicompost, seguido de la aplicación de HA en las axilas de las hojas basales de las plantas a intervalos de 14 días y la inmersión de las raíces antes de plantarlas en una suspensión celular de bacterias promotoras del crecimiento vegetal durante 30 min. Las plantas aumentaron el peso seco de los brotes y el área foliar cuando los dos bioestimulantes se aplicaron solos y, cuando se combinaron, los incrementaron más que la suma de los efectos individuales.

También se demostró la acción sinérgica del consorcio de hongos endofíticos (R. irregulare BEG72 y Trichoderma atroviride MUCL45632) combinado con un PH derivado de la planta. Esta combinación incrementó la productividad del cultivo mediante un aumento de la biosíntesis de clorofila, una mayor actividad del PSII y una mayor absorción de nutrientes en el cultivo de lechuga.

Teniendo en cuenta los resultados de los trabajos mencionados, los agricultores pueden considerar conveniente combinar diferentes tipos de bioestimulantes. Giordano y colaboradores (2020) evaluaron el efecto de dos bioestimulantes vegetales diferentes: hidrolizados proteicos derivados de leguminosas (PH) y extracto de plantas tropicales (PE). Estos están compuestos por diferentes porcentajes de aminoácidos libres, péptidos, carbohidratos y nutrientes minerales. El extracto de plantas tropicales también contiene vitaminas y fitohormonas. Además, por un lado, se descubrió que el PH aumentaba la actividad fotosintética y el metabolismo del nitrógeno en varios cultivos hortícolas y, por otro, que el PE tenía una actividad similar a la de las hormonas y aumentaba la tolerancia de las plantas a diferentes tipos de estrés ambiental. Se utilizaron PH y PE en combinación, sobre el crecimiento y las cualidades nutritivas de la rúcula perenne (Diplotaxis tenuifolia (L.) D.C.), cultivada en invernadero. Los tratamientos bioestimulantes se aplicaron semanalmente en pulverización foliar, comenzando cuando las hojas alcanzaron los 6 cm de longitud, para facilitar la absorción de las sustancias bioestimulantes. PH + PE se administraron a una dosis de 2,0 + 0,5 mL por litro, respectivamente (Figura 1).

Figura 1

Figura 1.

El ácido ascórbico total en las hojas de rúcula aumentó significativamente en el tratamiento combinado, en comparación con el control (Figura 2).

Figura 2

Figura 2.

Los presuntos mecanismos que subyacen al rasgo de calidad superior de la rúcula de pared (alto contenido total de ácido ascórbico), podrían deberse a la estimulación de la actividad de enzimas clave implicadas en la homeostasis antioxidante de las células (modo de acción directo). El aumento del contenido de ácido ascórbico se relacionó con la sobreexpresión de la enzima L-galactono-1,4-lactona deshidrogenasa (L-GalLDH) en plantas de lechuga. Esta enzima tiene una secuencia diana N-terminal rica en Ala, Leu, Arg y Ser y, en menor medida, Asp, Glu, Ile y Val. En el presente trabajo, la combinación de los dos bioestimulantes probablemente aumentó la cantidad de aminoácidos, lo que condujo a una sobreexpresión de L-GalDH.
La combinación de PH y PE puede representar una herramienta prometedora para aumentar el valor nutritivo de la rúcula perenne.

REFERENCIAS (haga clic)

Giordano, M., El-Nakhel, C., Caruso, G., Cozzolino, E., De Pascale, S., Kyriacou, M.C., Colla, G., Rouphael, Y. Stand-alone and combinatorial effects of plant-based biostimulants on the production and leaf quality of perennial wall rocket. Plants 2020, 9, 922. doi:10.3390/plants9070922

Rouphael, Y., Colla G. Acción bioestimuladora sinérgica: diseño de la próxima generación de bioestimulantes vegetales para la agricultura sostenible. Frontiers in Plant Science 2018, 9, 1655. doi:10.3389/fpls.2018.01655