▷ Fitorreguladores en agricultura orgánica o natural. ✅ Definiciones y usos.

▷ Fitorreguladores en agricultura orgánica o natural. ✅ Definiciones y usos.

En los últimos años se han incorporado al proceso de producción agrícola unas sustancias denominadas fitorreguladores cuya utilización constituye una técnica de cultivo que tiene como propósito mejorar la producción y la calidad de las cosechas.

La Sociedad Americana de Fisiología Vegetal define a las hormonas vegetales o fitohormonas como fitorreguladores del desarrollo producidos por las plantas que, en bajas concentraciones, regulan los procesos fisiológicos pudiendo desplazarse desde su centro de producción a los lugares de acción. Los fitorreguladores pueden ser naturales o sintéticos y pueden promover o inhibir el desarrollo fásico de las plantas.

Hay 5 grupos hormonales: las auxinas, giberelinas (GA) y citoquininas que son activadoras, el etileno y los inhibidores. Existen varios tipos de fitorreguladores: los radicantes o estimulantes de la formación de nuevas raíces o del enraizamiento de esquejes, los inductores de la floración, los de acción fructificante, los que modifican la morfología sexual o actúan estimulando el crecimiento o deteniendo el mismo, los que aceleran la maduración y los que se emplean a modo de poda química.

Es posible obtener fitorreguladores a partir de efluentes resultantes de la biodigestión de materiales orgánicos lo que abre un espacio importante en la práctica de la agricultura orgánica al mismo tiempo que abarata los costos y mejora la productividad y la calidad de los cultivos.

En este contexto se inscribe el biol que es el efluente líquido que se descarga frecuentemente de un biodigestor y que constituye una fuente orgánica de fitorreguladores. Su denominación cuenta con la aceptación de la Red Latinoamericana de Energías Alternas ya que es un biofactor que promueve el crecimiento en la zona trofogénica de los vegetales por un incremento apreciable del área foliar efectiva, en especial de los cultivos anuales y semiperennes.

En Ecuador el mejoramiento de la producción y de la productividad de los cultivos es una necesidad tanto de los productores como de los consumidores. Es por ello que es necesario desarrollar tecnologías que maximicen estos aspectos de manera tangible conservando un equilibrio entre los diferentes factores que intervienen en los procesos productivos, es decir sin alterar y/o contaminar el medioambiente.

El uso del BIOL como fuente orgánica de fitorreguladores puede convertirse en una alternativa para los agricultores del país en la búsqueda del mejoramiento de sus cosechas ya que es además una técnica de manejo sencillo y sumamente barata.

Bases de la producción agrícola

El desarrollo productivo agrícola es un proceso de cambio en el que la tecnología adoptada debe ser compatible con los recursos ecológicos, económicos y socioculturales de un país o una región. Demanda la generación y/o adecuación de tecnologías capaces de maximizar la productividad de esos recursos. Las bases de la producción agrícola son las que se presentan a continuación.

Bases ecológicas

La ecología como ciencia define las relaciones de interdependencia que existen entre el hombre, los animales y las plantas en equilibrio con el medioambiente donde viven.

Un ecosistema por su parte es esta misma ecología, pero aplicada a una determinada región natural como los desiertos, los trópicos, los humedales, los valles interandinos, el páramo, la selva amazónica entre otros. Puede incluso referirse a superficies más reducidas como el caso de la mayoría de los ecosistemas agrícolas a los que por su actividad se les denominará agroecosistemas.

A cada ecosistema se le reconoce una vocación ecológica de donde se derivan precisamente los agroecosistemas de producción integrada como por ejemplo los sistemas de cultivos andinos, los sistemas de producción agro-silvo-pastoril o los sistemas de granjas integrales, entre otros.

Al difundir una tecnología en un determinado ecosistema agrícola es necesario asegurarse que esta sea compatible con su vocación ecológica. De lo contrario se corre el riesgo de atentar contra el equilibrio ecológico y propiciar involuntariamente la destrucción o el deterioro de los recursos naturales que intervienen en los procesos productivos agrícolas, así como del entorno físico y hasta de la propia cultura de los pueblos que habitan en él.

Fases fisiológicas

El desarrollo fisiológico comprende todos los cambios que experimentan tanto plantas como animales desde que nacen hasta que mueren.

Durante el desarrollo fisiológico de las plantas de cultivo se distinguen ciertas fases o edades cuyo conocimiento es de gran interés para determinadas prácticas agrícolas como el riego, el abonado, el deshierbe, la poda, el trasplante o la misma aplicación de fitoestimulantes como el BIOL, entre otros.

El desarrollo por fases se llama desarrollo fásico. En el trigo por ejemplo se distinguen las siguientes fases:

  1. Germinación
  2. Macollamiento
  3. Encañado
  4. Floración (antesis/inicio del espigado)
  5. Fructificación (llenado del grano)
  6. Maduración (cosecha)

El trigo es un cultivo anual ya que en un solo período (siembra/cosecha) se lleva a cabo la producción de grano o semilla. El período comprendido entre las fases 2 y 4 es decir entre el macollamiento y el inicio del espigado se conoce como tramo crítico ya que en ese momento el cultivo es muy sensible a ciertos factores adversos como sequías, heladas, falta de abonado, competencia por malezas y ataque de insectos y de enfermedades. En este tramo se suelen aplicar ciertos fitoestimulantes como el BIOL.

En el caso del cultivo de la cebolla el desarrollo fisiológico es diferente al del trigo por tratarse de un cultivo bienal. Se llama así porque desde la siembra hasta la producción de semilla se necesitan dos períodos de campo y uno de reposo.

El primer período de campo cubre dos tramos:

  • primer tramo crítico: desde la siembra hasta el trasplante.
  • segundo tramo crítico: desde el trasplante hasta la cosecha de los bulbos.

En el segundo período se registra el siguiente tramo:

En el segundo período se registra el siguiente tramo:

  • tercer tramo crítico: abarca desde la plantación de los bulbos madre hasta la producción de semilla. Entre los tramos segundo y tercero se produce el período de reposo de los bulbos que fueron cosechados a fines del segundo tramo.

Durante el desarrollo fisiológico de la cebolla se pueden reconocer las siguientes fases:

  1. germinación
  2. crecimiento de las plántulas
  3. prendimiento (postrasplante)
  4. bulbogénesis
  5. desarrollo del bulbo
  6. senescencia (cosecha)
  7. dormancia
  8. brotación (posdormancia)
  9. floración
  10. fructificación
  11. semillado y cosecha

En el trigo y la cebolla así como en otros cultivos, además de los tramos críticos se reconocen ciertas etapas sensibles. En el caso del trigo por ejemplo estas etapas corresponden a germinación, macollamiento, encañado, embuchado (hinchazón de la vaina de la hoja bandera), espigado y llenado del grano.

En el primer período de la cebolla se distinguen las etapas de germinación y crecimiento intenso de las plántulas hasta el momento del trasplante. El segundo período comprende las etapas de bulbogénesis, bulbeo y llenado, ocurriendo este último aproximadamente 45 días antes de la cosecha. Luego del reposo, en el siguiente tramo es importante tener en cuenta la sensibilidad registrada durante las etapas de brotación, alargamiento del eje floral, floración y llenado de las semillas.

Bases genotécnicas

Tanto el desarrollo fisiológico como la capacidad productiva de los cultivos y variedades dependen en primera instancia del potencial genético de los cultivares.

Sin embargo no siempre se consiguen las cosechas esperadas de un determinado cultivar ya que para que su capacidad genética se manifieste se necesitan ciertos estímulos ambientales especialmente relacionados con el clima. Por ejemplo para que la cebolla pueda alargar el escapo floral y para que la papa pueda tuberizarse necesitan cierta cantidad de horas-frío durante las etapas sensibles de bulbogénesis y tuberización respectivamente.

La adaptación genotécnica de los cultivares se basa precisamente en saber identificar los ecosistemas agrícolas que resultan compatibles con sus exigencias climáticas a fin de garantizar su máxima capacidad productiva.

Bases agronómicas

Cuando el estímulo climático no es el adecuado para un cultivo o cuando algún factor es excesivo o deficitario se puede recurrir a la adecuación fisiológica mediante el uso racional de ciertos compuestos llamados fitorreguladores.

Adoptar esta modalidad sin embargo no siempre resulta fácil en la práctica. Para tener éxito en esta decisión es fundamental conocer algo más sobre las plantas.

Es necesario saber por ejemplo que la nutrición es un proceso por el cual las plantas de cultivo elaboran sus propios alimentos valiéndose de los rayos solares, del anhídrido carbónico (CO2) que hay en el aire, del agua del suelo y de la clorofila que es el pigmento verde que abunda en la mayoría de las hojas.

En una cosecha aproximadamente el 92 % de la nutrición de las plantas proviene de la fotosíntesis y el 8 % restante de los nutrientes minerales que las raíces extraen del suelo de manera conjunta con el agua.

Para ver la importancia que tiene la fotosíntesis en los rendimientos se presenta a continuación el siguiente ejemplo:

Si una variedad de papa produce comercialmente en las condiciones agroecológicas de la provincia de Carchi 20 000 kg por hectárea, el 92 % de esta cosecha es decir 18 400 kg provienen de la capacidad fotosintética de esta variedad y 1600 kg de la nutrición mineral extraída del suelo por la planta.

Está claro entonces que en todo cultivo agrícola se debe favorecer la fotosíntesis. Para ello, además de elegir la mejor variedad, es necesario fomentar el desarrollo fisiológico de los cultivos optimizando principalmente los recursos productivos en cada uno de los tramos críticos antes mencionados.

En resumen para lograr un éxito sostenido en el tiempo en términos de incremento de producción y calidad se debe atender con la misma prioridad todos y cada uno de los siguientes aspectos productivos:

  • mejoramiento genético: variedades mejoradas y semillas de calidad;
  • medioambiente: estímulos físicos;
  • manejo fisiotécnico: desarrollo fisiológico y uso adecuado de fitorreguladores;
  • protección de cultivos: insectos plaga, ácaros, nematodos, gasterópodos y patógenos;
  • fertilización: abonamientos adecuados y oportunos;
  • riego: operaciones de riego adecuadas y oportunas.

Manejo fitotécnico de los cultivos

Este concepto se refiere a la aplicación de técnicas agrícolas apropiadas orientadas a mejorar el desarrollo fisiológico de los cultivos especialmente cuando existen ciertas limitaciones climáticas o de ambiente en general.

Uno de los métodos para mejorar la eficiencia fotosintética en cada una de las fases del desarrollo de las plantas de cultivo es el uso de fitorreguladores.

Fitohormonas

Llamadas también hormonas vegetales, son sustancias naturales que se forman en diversos tejidos u órganos de las plantas y son transportadas por la savia a otros tejidos u órganos del propio vegetal, donde en pequeñas cantidades cumplen una función importante ya sea acelerando o retardando el efecto de algún estímulo físico.

Hay hormonas vegetales que promueven o favorecen el desarrollo físico de los cultivos, como las auxinas, giberelinas, citoquininas y el etileno. Otras retrasan o inhiben ciertas funciones, como la abscisina y los inhibidores fenólicos y terpénicos.

Las auxinas

La principal auxina es el ácido indol acético (AIA) que se sintetiza a partir del triptófano básicamente en los meristemos y es transportado especialmente como AIA-inositol. Su movimiento es basipétalo y se desplaza a través del floema conjuntamente con los productos fotosintetizados. En los lugares de acción se desliga del inositol y en forma libre se adhiere a la proteína de la membrana receptora para iniciar su acción. Cuando se sintetiza en el ápice radicular tiene un movimiento acropétalo.

El efecto de las auxinas, según su concentración, es estimular el alargamiento celular o favorecer su depresión. En ocasiones forman tumores que desorganizan la anatomía de los órganos y pueden causar la muerte como los herbicidas auxínicos. Tienen un efecto sobre la dominancia apical y sobre los tropismos, por la polarización del AIA, denominada también movimiento polar de las auxinas.

Las giberelinas (GA)

Se sintetizan básicamente en las hojas jóvenes y en las semillas. El nivel de GA aumenta a medida que se desarrolla el embrión y luego se estaciona cuando madura la semilla.

Existen muchas GA. En las plantas superiores aparecen unas 40. Estas hormonas son compuestos isoprenoides procedentes del ácido mevalónico.

Las GA son libres y conjugadas y actúan sobre el ácido ribonucleico (ARN) desreprimiendo genes. A diferencia de las auxinas, el efecto de las GA se manifiesta dentro de un rango de concentración más amplio lo que parece indicar que el número de receptores para la GA es muy grande o que hay una continua síntesis de estos.

Las GA alargan los tallos o ejes florales especialmente los de las plantas en roseta. La giberelina 3 (GA3) retrasa la coloración y madurez de las cerezas y ocasiona la elongación de peras y manzanas. En uvas mejora el cuajado de los cultivares sin semillas e incrementa el tamaño tanto de las bayas como de los racimos, al promover la elongación de los pedicelos.

Inducen también la síntesis de amilasa durante la germinación de las semillas posibilitando la liberación de energía al transformarse el almidón en azúcares, a fin de que la amilasa sea empleada en el desarrollo del eje embrionario. Esta inducción se lleva a cabo activando un precursor inactivo del ARN mensajero (Morales & Greene 1972).

En los frutales caducifolios las GA son producidas principalmente en las hojas jóvenes, embriones jóvenes, frutos y raíces actuando en la elongación de las células, ayudando en la salida del reposo de semillas y yemas, limitando la iniciación floral o, conjuntamente con las auxinas, impidiendo la caída de frutos jóvenes. Muchas de las GA se hallan en las semillas inmaduras de manzanas y uvas así como en las semillas maduras de albaricoques, melocotones y avellanas (Westwood 1986).

Las citoquininas

Muchos de los derivados de la adenina, como el N6 (omega 6) sustituido, promueven la división celular o citocinesis.

Las citoquininas o citocininas se sintetizan principalmente en las raíces y su efecto en las yemas coronarias de la alfalfa se produce por un movimiento acrópeto desde la zona radicular, aunque también se sintetiza en los meristemas aéreos y en las hojas jóvenes.

Las citoquininas activan directamente el proceso de división celular. Al interactuar con las auxinas, determinan la dominancia apical. No se mueven tan rápido como las auxinas y las GA. Se forman en las raíces y por el xilema van hacia las hojas y tallos hasta las fuentes de auxina. Las plantas con pocas raíces envejecen rápido pero las citoquininas retardan la senectud vegetal, por lo que se las conoce como hormonas fitojuveniles. Las citoquininas activan el transporte de nutrientes y por efecto de cascada estimulan muchas enzimas que ejercen diversas acciones ligadas a la permeabilidad de membranas.

El etileno

Las plantas sintetizan etileno a partir de la metionina. Este se produce en forma natural en ellas y tiene efectos a lo largo de su desarrollo. Su nivel se incrementa de manera significativa cuando la planta sufre estrés fisiológico mostrando una mayor concentración de ácido abscísico (ABA) y etileno y una merma de las citocininas naturales.

El etileno se produce en gran cantidad en los frutos carnosos cuando maduran pero también se forma en otros órganos como tallos y flores. En la planta actúa permeabilizando las membranas y facilitando el paso de iones y metabolitos que interactúan con las auxinas.

Su principal efecto es promover la maduración de los frutos, lo que incluye el paso de almidones y azúcares. En la manzana incrementa la respiración y acelera su maduración. En interacción con otras hormonas produce la caída de flores, hojas y frutos especialmente en los estadios de senescencia. La pérdida de turgencia conlleva una mayor concentración de metionina y de etileno el cual aumenta la permeabilidad de las membranas promueve así la senescencia.

El etileno es la única hormona en estado de gas que existe en las plantas y en las manzanas en descomposición se produce en gran cantidad, lo que acelera la maduración de las demás si se encuentran en un ambiente cerrado y cálido.

La abscisina

La principal abscisina es el ABA. Se sintetiza a partir del ácido mevalónico que produce farnesilpirofosfato de donde se forma el ABA directamente o a través de la violaxantina.

Los frutos, semillas y yemas son ricos en ABA siendo su movimiento tanto basipétalo como acropétalo.

El ABA bloquea la síntesis del ARN inhibiendo la producción de enzimas inducidas por las GA. Esta acción desaparece cuando los niveles de GA aumentan luego de haber cumplido con las horas de frío y haber terminado con el período de reposo.

Los inhibidores fenólicos y terpénicos

Además de los inhibidores naturales del grupo de las abscisinas hay otros que se agrupan como inhibidores fenólicos y terpenlactónicos.

La principal acción de los inhibidores fenólicos es disminuir la biocenosis del AIA por competencia enzimática o porque activan el AIA-oxidasa inactivando la auxina.

Los compuestos terpénicos provienen del ácido acético siendo su locus de acción las enzimas respiratorias que oxidan el sustrato a través del grupo SH, y que son inactivadas o bloqueadas por dichos compuestos. También se conoce una inhibición citoquínica por efecto de los fenólicos y los terpenlactónicos.

Ambos inhibidores frenan el desarrollo de los embriones, en especial el de la radícula por el bloqueo enzimático ya mencionado. Sin embargo esta represión es solo temporal y no llega a matar a la plántula.

El efecto inhibitorio se logra también por medio del extracto de algunas plantas. Muchos de estos inhibidores se han probado para disminuir la transpiración, como por ejemplo la resistina que es un producto proveniente del extracto de cactáceas y en especial de la tuna (Opuntia sp.). Se logran resultados similares con extractos de molle (Schinus molle) y de diversas especies de Prosopis.

Otros productos como el ácido salicílico y el acetilsalicílico (aspirina) inducen a un cierre estomático y por lo tanto a una disminución transpiratoria en flores cortadas.

Fitorreguladores y fitorregulación

Los fitorreguladores son sustancias elaboradas a base de hormonas vegetales naturales o de bioactivos sintéticos que al ser aplicados a los cultivos en pequeñas dosis regulan, estimulan o detienen el crecimiento de las plantas.

Si los fitorreguladores presentan una sola hormona se llaman fitorreguladores simples y si tienen dos o más reciben el nombre de fitorreguladores complejos.

Durante los procesos de cambio que se producen a lo largo del desarrollo de las fases de las plantas de cultivo, las hormonas no actúan de forma independiente sino en conjunto formando un Sistema Regulador del Desarrollo Vegetal. Es importante no olvidar este principio al utilizar fitorreguladores, en especial aquellos que estimulan tanto el crecimiento como la producción en cuyo caso se denominan fitoestimulantes.

La fitorregulación es la acción de buscar y lograr respuestas mediante el uso de fitorreguladores exógenos cuando se registran condiciones especiales en los estímulos físicoambientales.

Por ejemplo en sectores donde no se cuenta con las horas de frío requeridas para favorecer la floración de los manzanos, la aplicación de ciertos fitorreguladores permite que este proceso se lleve a cabo y que la respuesta sea positiva a pesar de la falta de un estímulo físico.

Fitorreguladores auxínicos

Pueden ser derivados del indol, del naftaleno y de los fenoxiácidos. Para tener acción y efecto auxínico todos ellos deben tener un radical ácido o uno que se pueda convertir fácilmente en él.

Los fenoxiclorados son los más utilizados en agricultura especialmente como herbicidas selectivos. Otro compuesto es el ácido triyodo benzoico el mismo que al emplearse en una dosis de 1 a 75 ppm inhibe el crecimiento promovido por la auxina pero si se usa de 0,01 a 0,1 ppm actúa como sinérgico de la auxina. Por consiguiente el ácido triyodo benzoico no es una antiauxina sino que en algunas especies leñosas estimula la iniciación floral. También interfiere en el transporte de auxinas y calcio dando lugar a ángulos de inserción más amplios de las ramas en árboles jóvenes e incrementando el amargo de las manzanas.

Fitorreguladores giberélicos

Las GA se logran parcialmente por medios biológicos de fermentación y por medios químicos de purificación. Uno de los productos más usados en agricultura es el ácido giberélico que tiene diferentes nombres comerciales. Sin embargo dentro de las GA más importantes destacan: GA3, GA4 y GA7.

Todas las GA son productos naturales provenientes del hongo Gibberella fujikuroi así como de los vegetales superiores y de las fermentaciones.

De las semillas inmaduras del manzano se logran GA3, GA4 y GA7. De las semillas inmaduras de uva y avellanas se obtiene GA3. Las GA3, GA4 y GA7 disponibles comercialmente son extraídas de cultivos de hongo.

Las GA son utilizadas para acelerar la brotación en la papa para semilla al igual que para aumentar las bayas y racimos de uva, o para favorecer la inducción floral en arvejas y habas. Mejoran la eficiencia germinativa de semillas fotoblásticas como la de la lechuga. Igualmente se ha visto que retrasan la coloración y maduración de cerezas y ocasionan la elongación de manzanas y peras. Si se introducen los racimos de uva en una solución de 100 ppm de GA 10 días antes de la síntesis y 15 días después de la floración, se desarrollan frutos sin semilla. Para cubrir parcialmente la falta de termoperíodo en inviernos templados puede hacerse uso de soluciones de tiourea al 2 % o de 400 ppm de GA.

Fitorreguladores citoquínicos

Se aplican en solución a las semillas para incrementar su germinación así como para aumentar el crecimiento radicular de los cultivos. En la alfalfa favorecen un mejor desarrollo de las raíces y coronas, una mayor concentración de nódulos efectivos en la raíz primaria así como la formación de yemas coronarias más vigorosas que permiten un rebrote más acelerado de esta forrajera. Lo mismo se ha comprobado en el crecimiento radicular del maíz, arroz, trigo, ají, tomate, melón y otros.

Fitorreguladores etilénicos

Diversos compuestos etilénicos se han empleado para acelerar la maduración de las manzanas almacenadas. Actualmente se han introducido al mercado algunos productos generadores de etileno, cuyo principio es el ácido 2–cloretil fosfónico

Estos fitorreguladores también inducen la floración en plantas que crecen fuera de estación (fuera de fotoperíodo) y retardan en la cebolla la salida del eje floral si el objetivo no es producir semilla sino bulbos. Aceleran la caída de hojas y frutos en árboles frutales de tipo caducifolios siendo muy útiles en su aclareo.

Resumen

La nutrición por carbono está asociada con la nutrición mineral y por agua. Todas ellas promueven el metabolismo por medio de eventos biofísicos, bioquímicos y orgánicos. En estos últimos desempeñan un papel importante los fitorreguladores que pueden activar o inhibir muchos de los grandes procesos fisiológicos a fin de incrementar la tasa de productividad neta.

Los fitorreguladores pueden clasificarse de la siguiente manera:

  • fitohormonas: auxinas, GA, citoquininas, etileno, ABA;
  • cofactores: tiamina, riboflavina, pirodoxina, ácido nicotínico;
  • promotores: alantoína (por descomposición de las purinas), ácido alantoico (β-alanina por descomposición de las pirimidinas), ácido amino-isobutírico;
  • inhibidores: abscísicos, abscisinas, no abscísicos, fenólicos, terpenlactónicos.

 

Fuente: Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca del Ecuador.

Manuel B. Suquilanda Valdivieso.

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Fitorreguladores en agricultura orgánica o natural

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