Sustancias Orgánicas Fisiológicamente Activas: Parte I Instituto para la Innovación Tecnológica en Agricultura Abril de 2019 Autor: Equipo Editorial INTAGRI Las plantas requieren para su crecimiento y desarrollo de un conjunto de sustancias nutritivas, las cuales se agrupan en tres grandes grupos: nutrientes esenciales, elementos químicos útiles y sustancias orgánicas fisiológicamente activas. Figura 1. Las sustancias húmicas, los carbohidratos (azúcares) y los aminoácidos son sustancias orgánicas que pueden ser absorbidas por la planta y estimular su tolerancia al estrés ambiental. Fuente: Domínguez, U. Las Sustancias Orgánicas Fisiológicamente Activas son compuestos orgánicos que pueden ser absorbidos por la planta e intervenir de manera favorable en su metabolismo, estimulando mayor tolerancia al estrés ambiental e incrementando la producción y calidad de las cosechas en el caso de los cultivos. A continuación las principales Sustancias Orgánicas Fisiológicamente Activas: Sustancias húmicas (fracciones de ácidos fúlvicos). Las sustancias húmicas o humus son moléculas orgánicas complejas que se derivan de los residuos orgánicos por la acción de la actividad microbiana. Instituto para la Innovación Tecnológica en Agricultura El uso de sustancias húmicas en la agricultura reporta grandes beneficios cuando son absorbidas por las plantas. Tales beneficios son: modifican la permeabilidad de las membranas y consecuentemente la absorción nutrimental, mejoran la síntesis de las proteínas favoreciendo la actividad de las enzimas y la composición de las membranas celulares, mejoran la fotosíntesis al incrementar la cantidad de clorofila; actúan protegiendo las hormonas vegetales o actúan de manera similar a ellas. Esto se traduce finalmente en una mayor tolerancia de la planta al estrés ambiental, como el estrés por salinidad. Figura 2. Las sustancias húmicas pueden ser absorbidas por las plantas y favorecer la absorción nutrimental. Fuente: Intagri. Entre las sustancias húmicas se encuentran los ácidos fúlvicos, que son la fracción más pequeña de las sustancias húmicas. Por su gran abundancia de grupos carboxilos e hidroxilos, son muy reactivos, resultando en una alta capacidad de intercambio catiónico. Además, por su tamaño pequeño, los ácidos fúlvicos tienen mayores posibilidades de ser absorbidos por las plantas, tanto por las raíces como por las hojas. Carbohidratos (oligosacarinas). Los carbohidratos también conocidos como hidratos de carbono o azúcares son las biomoléculas más abundantes de la naturaleza. Actualmente en la industria de la nutrición vegetal, es posible encontrar el uso de carbohidratos en las plantas para mejorar sus respuestas a condiciones de estrés. Un grupo ampliamente utilizado de carbohidratos son los monosacáridos, donde se encuentra la glucosa, la fructuosa y la manosa. Estos azúcares pueden ser utilizados como fuentes de energía para los cultivos, especialmente la glucosa. Otro grupo importante de carbohidratos en la agricultura son los oligosacáridos, donde destaca la sacarosa y las oligosacarinas. Las oligosacarinas son oligosacáridos naturales que forman parte de las paredes celulares de las plantas y microorganismos como los hongos. Se ha descubierto que las oligosacarinas obtenidas a partir de la degradación parcial de paredes de plantas y de hongos son compuestos activos que al entrar en contacto con receptores de membrana estimulan la activación de rutas metabólicas de las plantas. Una vez que son liberados, son capaces de controlar funciones relacionadas con el crecimiento y desarrollo vegetal, así como incrementar la Resistencia Sistémica Adquirida (RSA) para la defensa contra plagas y enfermedades. Instituto para la Innovación Tecnológica en Agricultura Aminoácidos. Los aminoácidos son moléculas orgánicas que forman las proteínas y dentro de la planta actúan en multitud de funciones fisiológicas: efecto anti-estrés, síntesis de proteínas, regulación osmótica, complejantes orgánicos, permeabilidad de las membranas, precursores de hormonas, efecto sobre la polinización y cuajado de frutos, fotosíntesis, regulación de la apertura de estomas y germinación de semillas (Leer más en: Funciones y Usos Potenciales de los Aminoácidos en Bioestimulación). La aplicación exógena de aminoácidos no va dirigida al desarrollo vegetativo, sino que fortalece las funciones que la planta desarrolla en cada momento. También los aminoácidos actúan como bioestimulantes favoreciendo la recuperación de las plantas en condiciones desfavorables (sequia, frío extremo, calor extremo, plagas, enfermedades, etc.); Leer más en: Función de los Aminoácidos como Bioestimulantes. Los aminoácidos tipo “L” (Levógiros) son los únicos activos biológicamente. Algunos ejemplos de aminoácidos y sus principales funciones: - Figura 3. Los aminoácidos son biomoléculas con efecto anti-entres en las plantas, además algunos son esenciales para la polinización y favorecen el cuajado de frutos. Fuente: Intagri. La L-prolina es un osmoprotector contra la sequía. También actúa como crioprotector al acumularse en el citoplasma para reducir el punto de congelación y evitar el daño. El ácido L-glutámico es un agente osmótico de las células de protección, lo que favorece la apertura de estomas. La L-Valina es otro aminoácido que ayuda a mantener la integridad de la membrana celular. El L-triptófano es un precursor de la síntesis de auxinas y la L-metionina es el precursor del etileno. Poliaminas (Pas). Las poliaminas son un grupo de compuestos nitrogenados presentes en las células de los vegetales y están involucrados en diversos procesos fisiológicos de las plantas como: división y proliferación celular, desarrollo floral y radicular, senescencia y maduración de frutos. Además actúan para la protección de las plantas contra algún tipo de estrés por bajas temperaturas, estrés salino o estrés hídrico. El precursor de las poliaminas es el aminoácido L-arginina, y las poliaminas se pueden encontrar en las vacuolas, mitocondrias y cloroplastos. Instituto para la Innovación Tecnológica en Agricultura Conclusión El uso y las aplicaciones de las sustancias orgánicas fisiológicamente activas en la agricultura han aumentado de manera importante en los últimos años, incentivado por la concientización de los productores del uso de herramientas más amigables con el ambiente, y que coadyuven con el crecimiento y desarrollo de los cultivos, principalmente al estimular la tolerancia contra el estrés biótico y abiótico. ¿Deseas saber más sobre las funciones, usos y aplicaciones de las sustancias orgánicas fisiológicamente activas en la agricultura?, Asiste al Curso Internacional en Nutrición de Cultivos a realizarse en Perú, Ecuador, Colombia y México. Mayores informes en intagri.com Cita correcta de este artículo INTAGRI. 2019. Sustancias Orgánicas Fisiológicamente Activas: Parte I. Serie Nutrición Vegetal, Núm. 131. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p. Fuentes consultadas: - Caraveo, L. F. 2019. Funciones y Usos Potenciales de los Aminoácidos libres en la bioestimulación de Cultivos. Conferencia del Curso Internacional en Bioestimulación de Cultivos. Lima, Perú. - Enriquez, G. E. A.; Aispuro, H. E.; Vargas, A. I.; Martínez, T. M. A. 2010. Oligosacarinas Derivados de Pared Celular: Actividad Biológica y Participación en la Respuesta de Defensa de Plantas. Revista Mexicana de Fitopatología, 28(2): 144-155. - Falcón, R. A. B.; Costales, M. D.; González, P., D.; Nápoles, G. M. C. 2015. Nuevos productos naturales para la agricultura: las oligosacarinas. Cultivos Tropicales, 36: 111-129. - Luna, E. E. N.; Ojeda, B. D. L.; Guerrero, P. M. V.; Ruiz, A. T.; Martínez, T. J. 2014. Poliaminas como Indicadores de Estrés en Plantas. Revista Chapingo Serie Horticultura, 20(3): 283-295. - Pozo, C. M. 2018. Caracterización de las Principales Herramientas para la Bioestimulación de Cultivos. Conferencia del Curso Internacional en Bioestimulación de Cultivos. Medellín, Colombia. - Rodríguez, N. F. 2016. Sustancias Húmicas: Origen, Caracterización y Uso en la Agricultura. Serie Nutrición Vegetal. Núm. 47. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 10 p.
