Aprender a utilizar bioestimulantes en la gestión del césped
Scientific research
Turfgrasses have mechanisms to withstand biotic and abiotic stress.
Like all plants, turfgrasses have evolved ways to help them tolerate and survive the wide range of stresses that can limit their growth. These stresses include attack by fungi, bacteria, viruses, insects and nematodes (biotic factors). Plants also have adaptations which help them to counter environmental stresses such as heat, cold, drought, waterlogging and high salinity (abiotic factors).
El origen de la capacidad de una planta para minimizar los daños causados por una amplia gama de factores bióticos y abióticos se encuentra en su ADN. Situados en el interior de las células vegetales, los cromosomas contienen decenas de miles de genes que transportan los códigos genéticos para la fabricación de proteínas (por ejemplo, enzimas y proteínas estructurales utilizadas para construir las distintas partes de la planta) y pequeñas moléculas de ARN que ayudan a controlar los complejos procesos genéticos/metabólicos necesarios para el funcionamiento normal de la planta. En una planta sana, múltiples vías bioquímicas interconectadas responden a señales internas y externas para garantizar que la planta pueda llevar a cabo procesos normales como la germinación, el crecimiento de raíces y brotes, la fotosíntesis, la respiración y la producción de semillas. Muchas de estas vías también regulan la defensa de la planta frente a plagas, patógenos y estrés abiótico. Los fitocientíficos han investigado cómo las plantas utilizan estas vías bioquímicas para minimizar los daños del estrés y también han identificado cientos de sustancias químicas vegetales implicadas en la resistencia al estrés.
How do plants protect themselves?
Plants use physical and chemical barriers to prevent pathogen entry and infection. There are also a wide variety of inducible defence mechanisms that are triggered upon pathogen or abiotic stress detection. These inducible defences include molecular, biochemical, and morphological changes, oxidative burst, expression of defence-related genes, production of antimicrobial compounds, and targeted cell death which localises infection sites preventing disease spread.
Entre los principales componentes de las redes reguladoras que controlan la defensa de las plantas figuran la señalización intracelular y las hormonas vegetales. Estudios genéticos recientes han demostrado que estos sistemas intervienen tanto en las respuestas al estrés abiótico como biótico, lo que indica la convergencia de las vías y la existencia de una respuesta general al estrés en las plantas. Así lo confirman los numerosos ejemplos de estrés abiótico (por ejemplo, salinidad y sequía) que aumentan la susceptibilidad de las plantas a enfermedades posteriores. Del mismo modo, las respuestas de las plantas al estrés abiótico pueden verse influidas por una infección patógena previa, que se ha demostrado que reduce la fotosíntesis y la eficiencia del uso del agua e induce patrones anormales de apertura de los estomas, todos ellos fundamentales para la tolerancia de las plantas al estrés abiótico.
Las vías hormonales de las plantas son clave entre estos sistemas de defensa e incluyen auxinas, giberelinas (GA), ácido abscísico (ABA), citoquininas (CK), ácido salicílico (SA), etileno (ET), ácido jasmónico (JA), brasinoesteroides (BR) y hormonas peptídicas.
La SA, la JA y la ET intervienen en la regulación de las respuestas de defensa de las plantas frente a patógenos y plagas, así como frente al estrés abiótico. En particular, la SA desempeña un papel crucial en la defensa de las plantas y suele participar en la activación de las respuestas de defensa contra los patógenos biotróficos (por ejemplo, las royas que normalmente no matan a la planta, sino que se alimentan de tejido vivo). JA y ET suelen asociarse a la defensa contra insectos herbívoros y patógenos necrotróficos como la mancha del dólar (Sclerotinia), que provoca la muerte extensiva del tejido vegetal para acceder a los nutrientes. Aunque las vías de defensa SA y JA/ET suelen ser mutuamente antagónicas, también hay pruebas de sinergia entre SA y JA/ET.
Figura 1. Papel de las hormonas vegetales en la gestión del estrés biótico y abiótico Papel de las hormonas vegetales en la gestión del estrés biótico y abiótico.
Las investigaciones recientes han demostrado que el metabolismo normal de las plantas se ve alterado por el estrés biótico o abiótico, lo que tiene efectos significativos en todos los aspectos de su crecimiento. En el caso de muchas plagas y patógenos también se ha demostrado que pueden interferir activamente con los sistemas de defensa de las plantas para facilitar su ataque e infección.
Los bioestimulantes pueden ayudar a controlar las plagas, las enfermedades y el estrés abiótico
Los gestores del césped se enfrentan actualmente a la "tormenta perfecta" que suponen el aumento de los problemas de plagas y enfermedades, la mayor frecuencia de fenómenos meteorológicos extremos (ambos derivados a menudo del cambio climático) y las restricciones en el uso de productos fitosanitarios. Tras los grandes avances en el desarrollo de bioestimulantes eficaces para la agricultura y la horticultura, nuestro sector recurre cada vez más a estos productos para solucionar estos problemas.
En Europa, los bioestimulantes se han definido como "materiales que contienen sustancia(s) y/o microorganismos cuya función, cuando se aplican a las plantas o a la rizosfera, es estimular los procesos naturales para mejorar/beneficiar la absorción de nutrientes, la eficiencia de los nutrientes, la tolerancia al estrés abiótico y la calidad de los cultivos". Actualmente se está debatiendo la posibilidad de ampliar esta definición para incluir la estimulación de la tolerancia de las plantas al ataque de plagas y patógenos. Independientemente de estas consideraciones, hay una serie de materiales que pueden actuar como bioestimulantes (Tabla 1). Más del 85% de los productos disponibles en el mercado proceden de tres fuentes básicas: turba, aminoácidos y algas, y suelen ser soluciones de una sola fuente o un solo componente para interacciones muy complejas entre plantas y estrés.
Tabla 1: Principales grupos de bioestimulantes y algunos de sus efectos en las plantas
Diferentes bioestimulantes inducen distintas respuestas de las plantas, por lo que se han desarrollado formulaciones nuevas e innovadoras que incorporan una combinación de bioactivos que proporcionan múltiples estímulos a la planta, mejorando el crecimiento y aumentando la protección frente a una gama cada vez mayor de factores de estrés (Placas 1 y 2).
Lámina 1: Aumento de la germinación y el crecimiento del césped de ray-grass rociado con una mezcla de bioestimulantes(Maxstim). (Plantas no tratadas a la izquierda, plantas tratadas a la derecha).
Lámina 2: Aumento de la germinación y el crecimiento en césped de ray-grass rociado con bioestimulante de silicio(Cynosa). (Plantas no tratadas a la derecha, plantas tratadas a la izquierda).
Priming turf for stress tolerance
Perhaps one of the most significant discoveries regarding biostimulants is their ability to predispose plants to deal more effectively with a future stress. Analogous to immunization, it has been demonstrated that pre-treatment with biostimulants can prime plants for more efficient activation of their cellular defence responses. This means that a primed turf will respond more quickly and strongly to, for example, drought stress or a pathogen infection. Importantly, it has been shown that when a plant is subjected to an abiotic stress or infection, activating a normal defence response involves major energy costs that often affect plant growth. These effects are significantly lower when a primed plant is stressed or infected and so the outcome for plant growth is improved.
La ilustración 3 muestra que la hierba rastrera cebada con un extracto de algas responde mejor al estrés por sequía.
La clave para cebar el césped de esta manera es que el tratamiento bioestimulante se realiza antes de que se experimente el estrés, por lo que el viejo adagio de "poco y a menudo" proporciona orientación sobre la mejor manera de aplicar bioestimulante como preventivo del estrés.
Lámina 3: Respuesta del césped rastrero al estrés por sequía. SWE1 y SWE2 (rociados con extractos de algas procesados en frío) y sólo nutrientes (sin tratamiento).
Una última observación sobre el uso de bioestimulantes se refiere a las expectativas. A veces, los usuarios se sienten decepcionados por la aparente falta de efecto tras la aplicación de bioestimulantes. Sin embargo, la experiencia ha demostrado que las respuestas más evidentes al tratamiento con bioestimulantes se observan en céspedes de bajo rendimiento o cuando el césped tratado se ve afectado por enfermedades o condiciones ambientales extremas. Los agricultores consideran cada vez más los bioestimulantes como un "seguro biológico", como demuestra la observación de que son el sector de más rápido crecimiento en el mercado agrícola.
Cada vez más, nuestra industria ha ido adoptando esta tecnología, pero el uso eficaz de estas herramientas requerirá una mejor comprensión de cómo y dónde funcionan, así como la colaboración entre investigadores, productores y, lo que es más importante, usuarios finales. Está claro que puede ser mucho más fácil definir la acción de los bioestimulantes que definir un bioestimulante y, aunque es posible que nuestra industria nunca comparta un entendimiento y una definición comunes de los bioestimulantes, serán aquellas organizaciones que se centren en definir y obtener un entendimiento claro de la acción de los bioestimulantes las que serán líderes e innovadoras de la industria.
Escrito por: Richard Salvage (Director General de Maxstim) y Colin Fleming (Director Científico de Maxstim).
Maxstim Limited se ha labrado una reputación como líder en el diseño y la fabricación de bioestimulantes para plantas. Su crecimiento se basa en un sólido enfoque científico con un ambicioso programa de investigación y desarrollo.
