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LA COMPRENSIÓN DE LA INTERACCIÓN GENOTIPO X BIOESTIMULANTE ES ESENCIAL PARA DESARROLLAR PROGRAMAS DE APLICACIÓN DE BIOESTIMULANTES QUE MEJOREN LOS RASGOS ESPECÍFICOS DE LOS CULTIVOS

Por: Francesco Cristofano, Christophe El-Nakhel
Departamento de Ciencias Agrarias, Università degli studi di Napoli 'Federico II', Portici (Italia)
*Correspondencia: f.cristofano@gmail.com; nakhel_christophe@hotmail.com

 

lechuga roja y verde

Para expresar plenamente el potencial de crecimiento y rendimiento de las plantas, la investigación contemporánea se ha centrado en la reducción de los efectos de pocos factores que anulan la consecución de este objetivo. Las presiones bióticas y abióticas son, en efecto, las principales causas de la reducción de los rendimientos de producción, y su efecto puede mitigarse ahora mediante una combinación de gestión óptima de las plagas, condiciones de cultivo y suministro de las cantidades adecuadas de agua y nutrientes, en el momento oportuno. Hoy en día, los agricultores se benefician de la amplia disponibilidad de productos como los bioestimulantes, que se utilizan para ayudar a lograr el objetivo de aumentar la resistencia al estrés y el rendimiento modificando los procesos metabólicos y fisiológicos de las plantas de una forma que aún no se ha dilucidado completamente. Los bioestimulantes se definen como "ingredientes funcionales" de la nutrición vegetal, distintos de los fertilizantes y los fitosanitarios. La investigación ha recopilado una larga lista de pruebas sobre el uso de bioestimulantes y su cumplimiento de las afirmaciones del reglamento de la UE 2019/1009. Las plantas tratadas con bioestimulantes disfrutan de una variedad de ventajas en comparación con sus contrapartes no tratadas; los aumentos de crecimiento encontrados en la literatura se correlacionan con la inducción o la producción de sustancias promotoras del crecimiento vegetal, un mejor metabolismo del nitrógeno y aumentos en los compuestos que evitan el estrés de las plantas. Tales compuestos, como el ácido ascórbico, se consideran sustancias que mejoran la salud humana y pueden hacer que los entornos de cultivo subóptimos sean menos gravosos para el rendimiento. De hecho, muchas características de las plantas pueden modificarse mediante la aplicación extrínseca de sustancias bioactivas.

Sin embargo, la presencia de múltiples categorías de bioestimulantes, por ejemplo hidrolizados de proteínas y extractos de algas, las dosis de aplicación, la modalidad y las condiciones agronómicas pueden resultar un enigma para los no iniciados en estas prácticas. En cuanto a las aplicaciones prácticas, aparte de las formulaciones específicas, que pueden incluir cápsulas de gelatina y tratamientos de semillas, se ha investigado bien el uso de tratamientos foliares y la aplicación en la zona radicular.

Los bioestimulantes se aplican a las hojas mediante sistemas de aspersión, pulverización aérea o manual, y las plantas los absorben fácilmente a través de la cutícula, las células epidérmicas y los estomas. De hecho, su rápida absorción favorece las aplicaciones foliares cuando se requiere una respuesta rápida a corto plazo. No obstante, las aplicaciones foliares están sujetas a diversos factores, como los climáticos y los genotípicos. De hecho, la modelización de la absorción en la investigación muestra que la alta humedad, el aire en calma, las aplicaciones repetidas y la alta porosidad de la hoja son primordiales para expresar todo el potencial del efecto bioestimulante. Estas condiciones se dan a menudo en la agricultura protegida, donde existe la posibilidad de un ajuste fino del entorno de cultivo, mientras que los cultivos de campo pueden incurrir a veces en una eficiencia reducida, donde se expresa una mayor interacción entre las condiciones ambientales y el uso de bioestimulantes.

En estos últimos casos, podrían emplearse aplicaciones de bioestimulantes mediante fertirrigación, debido a la administración directa de estas sustancias a la zona radicular. Las aplicaciones de bioestimulantes en la zona radicular también proporcionan beneficios indirectos para el crecimiento de los cultivos que están relacionados con este modo de aplicación, como una mayor disponibilidad de nutrientes minerales en el suelo o la rizosfera, debido a la movilización de nutrientes y una mejor salud del suelo como resultado de un aumento de las poblaciones de la microbiota del suelo; además, también se registra en la literatura la mejora de las características fisicoquímicas del suelo. Una vez más, esta solución también presenta algunas desventajas debido al retraso inherente en la absorción debido a la interacción bioestimulante-medio de cultivo y, por ejemplo, la reducción de la eficiencia de la aplicación al suelo de bioestimulantes basados en proteínas puede verse reducida por la presencia de microorganismos que se alimentan de nitrógeno orgánico. Sin embargo, en condiciones ambientales controladas, la adición de bioestimulantes en soluciones nutritivas hidropónicas para el crecimiento de cultivos hortícolas puede reducir la aplicación de fertilizantes y aumentar la calidad de los vegetales, al tiempo que permanecen completamente disponibles y en contacto permanente con las raíces de las plantas. De hecho, los bioestimulantes aumentan la absorción de nutrientes por parte de las plantas y la eficiencia en el uso de los mismos, y su efecto es el resultado de varios componentes que operan en diversas concentraciones.

Por otra parte, los factores genotípicos también desempeñan un papel importante a la hora de determinar el éxito de la bioestimulación. La lechuga (Lactuca sativa L.), por ejemplo, es uno de los cultivos hortícolas más cultivados y posee una gran diversidad genética. De hecho, los seis grupos de lechuga más comercializados y comúnmente reconocidos, es decir, Crisphead, Romaine, Butterhead, Leaf, Latin y Stem, que difieren en la forma de la hoja, el tamaño y la formación de la cabeza. Estos rasgos por sí solos pueden suponer diferencias en la absorción de bioestimulantes a través de las hojas, ya que pueden interferir o no en el proceso de absorción foliar.

Cristofano y colaboradores (2021) compararon dos genotipos distintos de lechuga, una butterhead verde y una crisphead roja, cultivadas en un sistema de balsa flotante y tratadas con solución nutritiva, aplicaciones foliares y combinadas de un bioestimulante de hidrolizado de proteínas de origen vegetal; las dosis de bioestimulante elegidas fueron de 3 ml L-1 para la pulverización foliar, según las instrucciones del fabricante, y de 0,15 y 0,30 ml L-1 de solución nutritiva -es decir, dosis "baja" y "alta", respectivamente- para las aplicaciones de solución nutritiva.15 y 0,30 ml L-1 de solución nutritiva -es decir, dosis "baja" y "alta", respectivamente- para las aplicaciones de solución nutritiva.

El experimento demostró una respuesta específica del cultivar y del tratamiento al uso de bioestimulantes: mientras que el butterhead verde registró un aumento del 82,7% (de 35,6 a 65 toneladas ha-1) en los rendimientos comercializables con la dosis baja de la aplicación de solución nutritiva, el cultivar rojo prosperó con la aplicación más alta proporcionada por la pulverización foliar combinada y la tasa alta de solución nutritiva, que dio lugar a rendimientos un 55,4% superiores (de 45,2 a 70,3 toneladas ha-1). También se encontraron otras diferencias en el genotipo y el modo de aplicación en los contenidos fitoquímicos de las hojas. Las aplicaciones combinadas de bioestimulante por vía foliar y en solución nutritiva alta produjeron el mayor aumento de la actividad antioxidante, el ácido ascórbico y los contenidos minerales en el cultivar de pigmentación roja, mientras que el cultivar verde disfrutó de mayores contenidos de carotenoides cuando sólo se trató con una dosis baja de aplicación de solución nutritiva. Por último, los autores también observaron que los dos cultivares se comportaban de forma diferente frente a dosis crecientes de bioestimulantes, ya que el cultivar verde butterhead registró una disminución del rendimiento del 18,3% cuando se administraron los tratamientos foliares combinados de dosis altas x, en comparación con el tratamiento de solución nutritiva de mejor rendimiento.

Mercado de bioestimulantes en India

Rouphael y colaboradores también descubrieron la modulación del crecimiento de la planta y de los parámetros de rendimiento de los frutos en función del genotipo y de la dosis en dos cultivares distintos de tomate ciruelo y mini ciruelo (Solanum lycopersicum L.) cultivados en condiciones de invernadero.

Los investigadores administraron tratamientos foliares del mismo hidrolizado proteico de origen vegetal del estudio anterior a razón de 2,5 ml L-1, o "baja" y 5ml L-1, o "alta". Los resultados mostraron que esta última dosis mejoró significativamente el rendimiento de los frutos de tomate en un 21,3% en el promedio de los cultivares, en comparación tanto con el control no tratado como con el grupo de dosis baja. Y lo que es más interesante, las aplicaciones de bioestimulantes también provocaron un cambio significativo y dependiente del cultivar en los parámetros de rendimiento, ya que 'Sir Elyan' (fruto de tamaño medio en forma de ciruela) mostró un 28,7% más de peso medio de fruto comercializable, mientras que 'Akyra' (ciruela mini) mostró un aumento del 13,9% en el número de frutos comercializables m-2.

Además, también se observó una mejora en la composición antioxidante del fruto cuando se calculó la media de los cultivares utilizados, especialmente cuando se aplicó la dosis de 5 ml L-1 del bioestimulante; los resultados mostraron un 260,0% más de actividad antioxidante lipofílica y un 61,9% más de actividad antioxidante hidrofílica en comparación con el control no tratado. En particular, el contenido de licopeno aumentó un 34,9% y el ácido ascórbico total un 35,8% a la misma dosis. Además, la concentración de K y Mg en los frutos aumentó un 10,5% y un 28,3%, respectivamente, con la misma dosis elevada.

Mercado de bioestimulantes en India

Los resultados obtenidos por los estudios precedentes mostraron que, si bien el empleo de bioestimulantes es indudablemente lucrativo desde el punto de vista de los costes y el rendimiento, pueden ser necesarios nuevos esfuerzos de investigación para comprender mejor los entresijos entre las características genotípicas y las aplicaciones de bioestimulantes, que añaden otra pieza al rompecabezas de la lucha por la intensificación sostenible de las prácticas agrícolas.

REFERENCIAS (haga clic)

Cristofano, F., El-Nakhel, C., Pannico, A., Giordano, M., Colla, G., & Rouphael, Y. (2021). Foliar and root applications of vegetal-derived protein hydrolysates differentially enhance the yield and qualitative attributes of two lettuce cultivars grown in floating system. Agronomy, 11(6).https://doi.org/10.3390/agronomy11061194

Rouphael, Y., Colla, G., Giordano, M., El-Nakhel, C., Kyriacou, M. C., & De Pascale, S. (2017). Las aplicaciones foliares de un hidrolizado de proteína derivado de leguminosas provocan aumentos dependientes de la dosis de crecimiento, composición mineral de la hoja, rendimiento y calidad de la fruta en dos cultivares de tomate de invernadero. Scientia Horticulturae, 226, 353-360. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.09.007