Los estimulantes biológicos son sustancias que fomentan el crecimiento y desarrollo de las plantas, así como mejoran su metabolismo, lo que les permite ser más resistentes a condiciones adversas como sequías o ataques de plagas, entre otras.
Figura 1: Cultivo de fresa en macrotúnel tratado con estimulantes biológicos.
Los estimulantes biológicos, independientemente de su contenido de nutrientes, pueden contener sustancias, compuestos y/o microorganismos cuyo uso funcional, al aplicarse en las hojas o en la rizosfera, mejora el desarrollo de los cultivos y, por lo tanto, su rendimiento. Esto se logra al estimular procesos naturales que benefician la absorción de nutrientes y aumentan la resistencia a condiciones de estrés biótico y abiótico. Los estimulantes biológicos pueden estar compuestos por hormonas vegetales o extractos de algas marinas, aminoácidos, enzimas o vitaminas como la tiamina y ácidos húmicos, entre otros. A continuación se describen algunos de los estimulantes biológicos más utilizados en la agricultura.
Figura 2: Los aminoácidos estimulan el crecimiento de nuevos brotes. (Foto: Intagri)
Los aminoácidos son los constituyentes básicos de las proteínas, que desempeñan funciones estructurales, enzimáticas y hormonales en las plantas. Los aminoácidos libres actúan como reguladores del crecimiento y se utilizan como vigorizantes y estimulantes para la vegetación en períodos críticos de los cultivos, como cuando se trasplantan plantas, en la fase activa de crecimiento de plantas jóvenes, en árboles frutales durante la prefloración, cuajado y desarrollo de frutos. También resultan beneficiosos para la recuperación de daños producidos por estrés hídrico, heladas, granizos y plagas. Los aminoácidos favorecen el desarrollo de las raíces; por ejemplo, el triptófano es precursor del ácido indol acético (AIA).
El aminoácido más utilizado es el ácido glutámico. Este estimula los procesos de crecimiento de los meristemos radiculares, foliares y florales, participa en la respuesta antiestrés y en el transporte de nitrógeno. La presencia de prolina y ácido glutámico en un medio de germinación de polen aumenta la tasa de germinación y estimula significativamente el crecimiento del tubo polínico, lo que hace que el tubo polínico sea el doble de largo que el polen en un medio sin prolina. Aminoácidos como la glicina y la hidroxiprolina aumentan la longitud del tubo polínico, y el ácido aspártico incrementa la tasa de germinación.
Figura 3: La aplicación de ácidos húmicos aumenta la tolerancia a la salinidad en el tomate.
Los aminoácidos se pueden aplicar en forma foliar o a través del sistema de riego. Las aplicaciones deben realizarse temprano en la mañana o por la tarde para facilitar la absorción foliar, y la dosis a aplicar varía según el producto, el cultivo, el daño y el entorno. El triptófano es precursor del ácido indol acético (AIA).
Los ácidos húmicos pertenecen al grupo de sustancias húmicas y aumentan la permeabilidad de la membrana, lo que favorece la absorción radical y foliar de nutrientes. Favorecen la translocación de macro y micronutrientes dentro de la planta, lo que permite un mejor aprovechamiento de ellos. Participan en la fotosíntesis al estimular la producción de clorofila. Los ácidos húmicos también tienen importancia en la producción de iones minerales y se reconocen por su capacidad para hacer que las vitaminas y minerales sean absorbibles para las plantas. Además, la aplicación de ácidos húmicos en el suelo mejora especialmente la formación de agregados y la estructura del suelo.
Figura 4: Plantas tratadas con extracto de algas marinas a la derecha. (Foto: Dr. Átila Francisco)
En un experimento realizado en el cultivo de frijol, se descubrió que la aplicación de productos comerciales que contienen ácidos húmicos mejoró la altura de las plantas y tuvo un efecto positivo en la floración, aumentándola en un 20% cuando se utilizó una dosis de 10 Kg/ha.
Los ácidos húmicos tienen la capacidad de estimular el crecimiento de las raíces. Cuando se aplican en concentraciones bajas, entre 0.05% y 0.1%, pueden imitar el efecto de la auxina (ácido indolacético). También participan en la formación de quelatos de hierro, permitiendo que este nutriente pueda ser absorbido por las raíces. Estos ácidos se han utilizado en varios cultivos, como tomates, fresas, pepinos, calabazas, soya y chiles, así como en árboles frutales y plantas ornamentales.
Uno de los productos vegetales más populares y utilizados en la nutrición de las plantas son los derivados de algas marinas. Se ha demostrado que al agregar algas al suelo, se incrementa la producción de las cosechas y se mejora la calidad de los frutos. Esto se debe a que las algas proveen a las plantas no solo los macro y micronutrientes, sino también 27 sustancias naturales con efectos similares a los reguladores de crecimiento. Estos extractos de algas contienen compuestos como ácidos algínicos, ácidos fúlvicos y manitol, que actúan como agentes quelantes, además de vitaminas, más de 5000 enzimas y compuestos que protegen a las plantas contra plagas y enfermedades.
Las algas marinas se pueden aplicar en la agricultura en forma de harina, extractos líquidos y polvos solubles. Experimentos realizados en diversos países han demostrado la efectividad de las algas marinas en diferentes cultivos. Por ejemplo, se ha observado un aumento en el volumen y contenido de proteína en las semillas de cacahuates, un incremento significativo en el diámetro de los floretes de coliflor, una reducción considerable en la población de ácaros y pulgones en crisantemos, un aumento en la absorción de varios nutrientes en chiles, maíz y frijol, y un incremento en el rendimiento y vida útil de pepinos y tomates, así como una mayor resistencia a las heladas en tomates.
La aplicación de algas marinas como bioestimulantes es una tecnología prometedora. Además de obtener resultados favorables, estas aplicaciones son ambientalmente amigables, ya que no causan contaminación ni dejan residuos. Sin embargo, aún se desconocen muchos aspectos sobre cómo aprovechar al máximo su aplicación.
Fig. 5. Aplicación de Ácido Jasmónico (AJ) estimula formación de tubérculos.
El Ácido Jasmónico (AJ) es una hormona de crecimiento vegetal que se produce de forma natural en muchas plantas. Está involucrado en regulaciones y funciones de resistencia y envejecimiento en las plantas. Esta sustancia se produce en la planta después de un daño físico y estimula la producción de compuestos relacionados con la resistencia.
Inicialmente, se consideraba que el ácido jasmónico y sus derivados, conocidos como jasmonatos, eran inhibidores del crecimiento. Sin embargo, a partir de la década de 1980 se descubrieron otros efectos, como el aumento del rendimiento en fresas, soya y caña de azúcar, la estimulación de la formación de tubérculos en papas y la maduración de frutos en tomates y manzanas. También se ha encontrado que tienen un papel especial en el control biológico, activando los mecanismos de defensa de las plantas.
Por ejemplo, la aplicación de ácido jasmónico en plantas de arroz inhibe la germinación de esporas de un hongo llamado Pyricularia oryzae, que causa una enfermedad conocida como tizón del arroz. También se ha demostrado que la adición de ácido jasmónico metilado induce la resistencia a hongos patógenos en papas y tomates, y atrae polinizadores al inducir la producción de néctar con propiedades insecticidas en cultivos de algodón.
En la fruticultura, el ácido naftalen acético (ANA) se utiliza para diversos fines, como el aclareo de frutas en manzanos, perales, cítricos, melocotoneros y nísperos japoneses. También desempeña un papel importante en el enraizamiento y retrasa la caída de los frutos, lo que lo convierte en un regulador de crecimiento con un gran potencial en la agricultura.
Después de haber completado el estado de tensión, es factible utilizar un estimulante biológico que cuente con compuestos de aminoácidos, hormonas y minerales para promover la recuperación de la planta. Esto estará determinado principalmente por el tipo de cultivo, el tipo de estrés sufrido, las condiciones ambientales y la disponibilidad de estos productos.
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