Especial sequía (V): Cómo luchar contra el estrés abiótico a través de los bioestimulantes
En esta quinta entrega del Especial Sequía que tenemos en marcha en el COIAL miramos hacia las biosoluciones. Los bioestimulantes demuestran que la I+D aplicada a la agricultura y en concreto, conocer la fisiología de las plantas para poder actuar sobre ella, ofrece unos excelentes resultados. Y ponen en la mano del agricultor valiosas herramientas para luchar contra el estrés abiótico que supone no tener acceso al agua. Colegiados y partners nos ilustran sobre esta materia.
Alberto San Bautista: “Muchos bioestimulantes regulan el potencial osmótico de la planta”
Alberto San Bautista, doctor ingeniero agrónomo y catedrático del Departamento de Producción Vegetal de la UPV, quiere dejar claro un concepto antes de empezar: “El crecimiento de las plantas no se encuentra afectado únicamente por la sequía de forma aislada, sino que interactúa con otros elementos de estrés, como las temperaturas altas, las humedades relativas bajas y un régimen de vientos fuerte”. Estas condiciones favorecen una mayor evapotranspiración y generan el temido estrés abiótico, cuyas manifestaciones enumera San Bautista: “Un menor crecimiento de las plantas, una menor calidad de la producción comercial (por la reducción del tamaño medio de los órganos aprovechados de la planta) y un menor rendimiento. Todos estos efectos afectan significativamente a la productividad, tanto en términos biológicos como económicos”.
Ante este tipo de situaciones, existe una gama de soluciones técnicas, los bioestimulantes, que permiten cambiar en cierto modo la respuesta de la planta bajo condiciones de estrés abiótico. “Cuando se aplican determinados tipos de sustancias activas con propiedades bioestimulantes, la respuesta en la planta es una mejor regulación estomática y osmorregulación, lo que incrementa la eficiencia fotosintética, y de esta manera los efectos negativos del estrés se reducen significativamente y, por último, el impacto económico en estas condiciones es menor del esperado”, señala San Bautista.
Descendamos a la fase microscópica para aprender cómo funcionan exactamente los bioestimulantes. Lo explica nuestro catedrático: “La mayor parte llevan sustancias osmorreguladoras y osmoprotectoras, que regulan el potencial osmótico de la planta y reducen de forma significativa los procesos de oxidación celular. Este aporte les permite mantenerse activas en condiciones extremas, porque el estrés abiótico ocasiona situaciones de oxidación a nivel interno que ocasionan daños considerables a nivel celular. Estas soluciones técnicas facilitan la permeabilidad de la mayor parte de los elementos nutritivos a través de la membrana plasmática y mejora la asimilación de cationes, mejorando la eficiencia en el uso de los mismo; todo ello hace que las plantas se mantengan más turgentes durante más tiempo. Si bien, también es necesario asegurar un suministro adecuado de agua a los cultivos”.
Finalmente, San Bautista recuerda que los bioestimulantes no son nuevos y ya se aplicaban en las últimas décadas del siglo XX. Si bien, de forma mayoritaria en aquellos años, el elemento utilizado con un efecto similar era el potasio. Su efecto de regulación es similar al descrito anteriormente. Actualmente, junto con el potasio se añaden otras sustancias activas que actúan de forma sinérgica y mejoran significativamente la resistencia de las planas al estrés abiótico. Podría indicarse que las nuevas posibilidades de aplicación de los bioestimulantes en este sentido formarían parte de las soluciones biotecnológicas de este siglo en la Producción Vegetal, mientras que el uso único de potasio como elemento mineral formaría parte de una solución más analógica, por utilizar otros símiles.
Ana Quiñones: “El aporte de bioestimulantes actúa sobre la producción de ciertos metabolitos protectores”
Ana Quiñones es doctora ingeniera agrónoma y trabaja en el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias: “La reducción de los daños que se originan en los cultivos (baja producción, empeoramiento de la calidad fisicoquímica de la fruta, aparición de fisiopatías, maduración anticipada y problemas en la conservación de la fruta) sometidos a estreses abióticos, en los que se encuentra la sequía, podría reducirse mediante el empleo correcto de productos denominados bioestimulantes o nuevos agronutrientes”.
Dentro de los modos de acción de estos productos, Quiñones distingue entre dos mecanismos que en condiciones de sequía podrían incrementar la eficiencia en la absorción de nutrientes: “Por una parte el biocontrol, que a través de la producción de diferentes antibióticos y de la activación de las defensas mejora la resistencia y la tolerancia a plagas y enfermedades. Y por otra, la bionutrición, que actúa en diferentes vertientes: solubilización de nutrientes como fósforo o potasio para que la planta pueda absorberlos; incremento de la mineralización de nutrientes en forma orgánica o la quelación de elementos como el hierro, para que las plantas tengan más disponibilidad”.
La investigadora del IVIA cita además dos acciones directamente relacionadas con el comportamiento de la planta frente a los diferentes estreses: la bioprotección y la fitoestimulación. Según explica, el aporte de bioestimulantes “actúa sobre la producción de ciertos metabolitos protectores (prolina) o antioxidantes (fenoles y flavonoides), mejora la activación enzimática y estimula la síntesis de metabolitos. Esto permite una reducción de los daños que se producen en estas situaciones de estrés. Algunos de estos procesos pueden mejorar el estado hídrico de la planta a través de una regulación de la transpiración”.
Para Quiñones, el efecto más importante de estos productos para reducir los daños en situaciones de déficit hídrico es la fitoestimulación. “Una planta va a soportar mejor este estrés a través de un mayor desarrollo de su sistema radicular. Esto se consigue con un aporte de ácidos húmicos o fúlvicos, que incrementan la materia orgánica del suelo y mejoran su estructura, y por tanto su capacidad de retención de agua gracias a un incremento del área capaz de absorber agua y nutrientes”.
Otro de los mecanismos que describe esta ingeniera agrónoma es “el uso de PGPR (rizobacterias promotoras del desarrollo radicular). Se trata de productos bioestimulantes basados en microorganismos que dan lugar a un mayor desarrollo radicular y, por tanto, a una mayor tolerancia a un déficit de agua. También, incrementa la capacidad de absorción de nutrientes, por lo que la planta, al estar en un mejor estado nutricional, será capaz de seguir produciendo y con buena calidad”.
Vicente Íñiguez: “Combinar fertilizantes con bioestimulantes es una buena opción”
Vicente Íñiguez es un ingeniero agrónomo que lleva más de dos décadas vinculado al mercado de los bioestimulantes. Al ser consultado, incide en los anteriores argumentos y apunta a la necesidad de entender mejor estas soluciones y sus interacciones con otros nutrientes y bioestimulantes para poder combinarlos y conseguir mejores resultados ante un determinado problema, como el estrés hídrico. “Combinar fertilizantes con bioestimulantes es una buena opción”, sentencia. Además, pone encima de la mesa una substancia llamada etileno: “Hay soluciones que frenan la producción de etileno, que es uno de los principales agentes que llevan a la senescencia de la planta como reacción a un episodio de estrés. Al final, todo consiste en frenar o ralentizar los procesos de senescencia que se producen debido al estrés producido por la falta de agua o las altas temperaturas».
Tarazona Agrosolutions: ¿acabaremos cultivando sin agua?
Desde Tarazona Agrosolutions escogen una palabra: adaptación. Este término es lo que ha permitido a la vida en el planeta aparecer, desarrollarse y mantenerse. La escasez de agua será posiblemente un cambio inevitable, y cuanto antes sepamos adaptar la gestión de nuestros cultivos a las nuevas exigencias, antes seguiremos manteniendo un sistema de trabajo exitoso. Y para conseguir eso es imprescindible la innovación. Puede parecer utópico cultivar sin agua, pero este partner cree que debe ser la filosofía de base, porque “huir” de donde no hay agua hacia donde la hay no crea valor.
Desde Tarazona Agrosolutions proponen dos estrategias: la proactiva, con un uso más optimizado y racional del recurso hídrico y la reactiva: el uso de productos que actúen protegiendo el cultivo en situaciones de fuerte estrés hídrico imprevisto.
Recientemente, Tarazona Agrosolutions ha llevado a término un importante ensayo según el cual, juntando las propiedades de un bioestimulante con el elevado nivel de automatismo y control ofrecido por los sistemas de digital farming, se ha podido demostrar que con una atenta gestión del cultivo (en este caso tomate de industria) el sistema en su conjunto genera un incremento productivo del orden del +28% a pesar de haber reducido el correspondiente consumo hídrico del orden del -40%.
Manvert: los bioestimulantes ayudan a la planta a superar el estrés hídrico y mantienen o incluso mejoran la producción
Hoy en día la ciencia está trabajando para crear productos que inciden directamente sobre la gestión hídrica que las plantas realizan sobre sí mismas. Se trata de soluciones que ayudan a las plantas a superar el estrés hídrico y a lograr la misma producción, o incluso aumentarla, en condiciones de estrés hídrico (con reducciones de agua del 20 o 25 %).
Esta solución resulta especialmente interesante para todas aquellas zonas de cultivo que suelen sufrir una reducción en la dotación de riego o para aquellas otras que quieren apostar por un ahorro en el agua de riego sin que ello afecte en absoluto a la producción.
Ensayos realizados en cultivos como el melón, el tomate, la lechuga y las espinacas han corroborado la extraordinaria efectividad de este tipo de productos en el mantenimiento –o incluso el aumento– de la producción con restricciones de agua.
AlgaEnergy: las microalgas refuerzan la respuesta de las plantas al estrés hídrico
AlgaEnergy ha llevado a cabo un estudio conjunto con Agriculture Victoria (Australia) y el Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (Sevilla) para analizar el efecto de los bioestimulantes de microalgas en las plantas a través de un estudio transcriptómico.
Gracias a este estudio, que analizó una variedad de tomate sometida a un estrés hídrico severo durante casi un mes, los ejemplares que fueron tratados con microalgas evidenciaron una activación rápida y sostenida de genes reguladores clave, que controlan tanto las vías de tolerancia al estrés dependientes del ácido abscísico como las independientes del ácido abscísico. Esta activación génica generó un aumento significativo de la tolerancia al estrés hídrico y otras formas de estrés abiótico y permitió a las plantas recuperarse de períodos prolongados de estrés y continuar su desarrollo.
Los hallazgos de este estudio representan un avance significativo en la comprensión y aplicación de soluciones innovadoras para enfrentar desafíos ambientales en la agricultura.
JISA: Estrategias basadas en la aplicación de productos a base de activadores metabólicos y/o de inductores fisiológicos
Los avances en el campo la fisiología vegetal y su impacto en la nutrición vegetal, la prospección de nuevas materias primas, la mejora continua de los procesos de extracción de sustancias bioquímicas, así como los avances en biotecnología han permitido en los últimos años el desarrollo y la puesta en el mercado de una cuantiosa gama de productos bioestimulantes. Un ejemplo sería la formulación de productos a base de diferentes activadores metabólicos con efecto osmoprotector (como azúcares, aminoácidos específicos y sus derivados u otros osmolitos compatibles de diversa naturaleza), que participan en los mecanismos de defensa o adaptación de las plantas ante situaciones de estrés.
JISA desarrolla estrategias frente al estrés hídrico en diferentes cultivos, que permiten aumentar la producción y la calidad en condiciones adversas. Estas estrategias se basan en la aplicación de productos a base de activadores metabólicos (utilizables en cualquier momento del ciclo de cultivo) y/o de inductores fisiológicos (los cuales actúan y son recomendados sobre fases específicas del cultivo).
LIDA: Antiestresantes hídrico-térmicos, bioestimulantes de nueva generación
LIDA cuenta con varios frentes de actuación para reducir los efectos dañinos de la emergencia climática. Entre las distintas opciones destaca la combinación de bioestimulantes. En su caso, el estudio y conocimiento de cada uno de ellos, les permite plantear combinaciones que son sinérgicas y acaban amplificando el resultado. Por ejemplo, dispone de una solución que, por la acción coordinada de los bioestimulantes, mejora las condiciones microbiológicas y fisicoquímicas del suelo y aumenta el vigor para alcanzar un óptimo desarrollo del cultivo.
Y no solo es importante conocer las interacciones entre bioestimulantes, sino entre las distintas opciones de agronutrientes y tecnologías de aplicación, que permiten alcanzar respuestas amplificadas, como su formulado que incorpora un activador que reduce el tiempo necesario para la emisión de raíces y atenúa el efecto salino sobre las mismas.
Finalmente destacan los antiestresantes hídrico-térmicos, bioestimulantes de nueva generación, que permiten mantener la tasa de crecimiento continuo del fruto frente a condiciones climáticas adversas, ya que protegen la “maquinaria” celular durante este periodo de estrés para el cultivo.