ES2219574T3 - Composicion agricola y procedimiento para el tratamiento de plantas con la misma. - Google Patents
Composicion agricola y procedimiento para el tratamiento de plantas con la misma.Info
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Abstract
Una composición agrícola, que se caracteriza porque la composición comprende una mezcla de quitosano, ácidos grasos poliinsaturados, fosfato y extracto proveniente de alga.
Description
Composición agrícola y procedimiento para el
tratamiento de plantas con la misma.
La presente invención se refiere a una
composición agroquímica y a un procedimiento para proteger a las
plantas, potenciando su resistencia a la infección por patógenos y
aumentando su tolerancia contra el frío, la salinidad y la
sequía.
Las técnicas existentes para erradicar los
patógenos de las plantas normalmente dependen de la aplicación a las
plantas de pesticidas que tienen una actividad tóxica directamente
sobre el patógeno invasor o sobre el vector del patógeno. Por lo
tanto, la agricultura y la horticultura son altamente dependientes
de las aplicaciones regulares de pulverización de fungicidas para
combatir enfermedades fúngicas y de insecticidas y/o nematicidas
para combatir los vectores de enfermedades víricas. Actualmente no
hay pesticidas disponibles para aplicación rutinaria por
pulverización para combatir las enfermedades bacterianas de las
plantas.
El agente activo de la composición agrícola de
acuerdo con la presente invención no funciona de la misma manera que
funcionan los fungicidas, nematicidas e insecticidas matando
directamente un organismo. En lugar de ello, su capacidad recae en
parte en la estimulación de las rutas de transducción de señales
específicas en plantas, que están relacionadas con la provocación de
respuestas de resistencia. Una planta responde a numerosas señales
externas que le permiten "detectar" su ambiente y responder de
una manera apropiada. Los componentes de la composición de acuerdo
con la invención se diseñan para estimular/activar diversas rutas de
transducción de señales y, por lo tanto, para potenciar y maximizar
el potencial para que la planta responda a la infección posterior
por el patógeno potencial. Las tecnologías y planteamientos
existentes han usado componentes únicos para activar las respuestas
de resistencia de la planta y dependen en gran medida de la
utilización de compuestos químicos sintéticos. Se han encontrado
problemas con los planteamientos existentes para estimular la
resistencia como un procedimiento práctico de control de la
enfermedad. Estos problemas han incluido fitotoxicidad
(amarilleamiento, necrosis y enfermedad general de la planta), falta
de niveles significativos de control de la enfermedad y falta de
reproducibilidad/sostenibilidad.
Se conocen con anterioridad composiciones que
comprenden quitosano y posiblemente ácidos grasos insaturados
(naturales), extractos de algas, para potenciar la resistencia a las
enfermedades de las plantas sin temer la contaminación
medioambiental (ref. EP-878129,
FR-2667072, JP-5194605,
JP-4360806, WO-8907395 y
JP-7048214). Sin embargo, estas composiciones
conocidas frecuentemente tienen una eficacia inadecuada para la
aplicación agrícola y hortícola eficaz. También se conoce por el
documento WO-9953761 el uso de un derivado de ácido
fosforoso como amplificador de las respuestas de defensa de la
planta. Sin embargo, no es posible una estimulación amplia y
simultánea de múltiples respuestas en la planta.
El objeto principal de la presente invención fue
proporcionar una nueva composición agrícola para potenciar la
resistencia a las enfermedades de las plantas evitando las
desventajas de la técnica anterior, es decir proporcionar una
protección robusta y de amplio espectro contra los patógenos de las
plantas sin efectos secundarios desventajosos.
Otro objeto fue llegar a una composición agrícola
que aumentase la tolerancia al estrés abiótico de las plantas contra
los factores como el frío, la salinidad y la sequía.
Otro objeto fue llegar a un procedimiento
práctico para usar la composición agrícola y aplicarla eficazmente a
las plantas.
Los inventores han descubierto,
sorprendentemente, que la aplicación de una composición que
comprende quitosano, ácidos grasos \omega-3
poliinsaturados, fosfato y extractos provenientes de algas,
preferiblemente de Ascophyllum nodosum, aunque sin excluir
extractos o fracciones de extractos de macroalgas marinas
adicionales como Laminaria spp. y otras, proporciona una
protección robusta y de amplio espectro contra patógenos
bacterianos, fúngicos y víricos de la planta sin efectos secundarios
desventajosos.
1. La composición agrícola de acuerdo con la
invención se basa en componentes naturales (no sintéticos) pero que
incorporan componentes sintéticos en las opciones de
formulación.
2. Dicha composición contiene diversos
componentes para maximizar la respuesta de resistencia inducida por
la planta.
3. Dicha composición no es fitotóxica y no
provoca efectos secundarios indeseados obvios como amarilleamiento,
impedimento del crecimiento, necrosis o cualquier otro efecto
perjudicial.
4. No se ha encontrado que la composición de la
invención sea perjudicial para el rendimiento.
5. Dicha composición contiene diversos
componentes diseñados para funcionar en una amplia gama de familias
de plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas.
6. La composición está diseñada para funcionar
contra una amplia gama de enfermedades vegetales.
7. La composición está diseñada para ser
compatible con agentes de biocontrol como por ejemplo hongos y
bacterias benignos.
8. La composición de la invención es flexible, y
diferentes proporciones de los componentes individuales están dentro
del alcance de la invención.
La composición agrícola de la invención comprende
todas las mezclas de los siguientes:
Quitosano, que puede tener un grado de
acetilación entre el 5 y el 40%; ácidos grasos poliinsaturados, que
pueden ser ácidos grasos \omega-3 (por ejemplo,
aceites de pescado, triglicéricos de aceite de hígado de bacalao,
etc.); fosfato, preferiblemente K_{2}HPO_{4}, KH_{2}PO_{4}.
También es preferible que la composición tenga un pH de
aproximadamente 6. Se incluye un extracto proveniente de alga,
preferiblemente del alga Ascophyllum nodosum, aunque sin
excluir extractos o fracciones de extractos de macroalgas marinas
adicionales como Laminaria spp. y otras, para potenciar la
lucha contra la enfermedad y para mejorar la nutrición de la planta.
Estas formulaciones se abrevian a: COP o COPS (con extracto
proveniente de alga).
Un amplio intervalo de adyuvantes potencian la
eficacia de la formulación especificada anteriormente. Los ejemplos
de adyuvantes útiles son:
Agral (un tensioactivo no iónico de Zeneca Crop
Protection, Bracknell, Inglaterra), Silwet (heptametiltrisiloxano
modificado con polialquilenóxido), Bond, LI-700
(humectante tensioactivo no iónico penetrante hecho de lecitina de
soja y ácido orgánico, Newman Agrochemicals Ltd., Cambridge,
Inglaterra) y Seapower (tensioactivo: Natural Marine Resources Ltd.,
Kenilworth, Warsickshire, Inglaterra).
En la Tabla 1 se muestran los efectos de los
adyuvantes en solitario y combinados con COP, como porcentaje de
reducción de añublo conseguido por cada tratamiento comparado con el
control sin tratar en plantas de cebada completas.
\vskip1.000000\baselineskip
Resumen del porcentaje de reducción del añublo
conseguido por la combinación de adyuvantes y COP (quitosano 1,5
mg/ml, 1% de aceite y fosfato 100 mM) en plantas de cebada completas
inoculadas 1 y 5 días después de la pulverización. El nivel de
erradicación se ilustra para la primera hoja y para la planta
completa como porcentaje comparado con las plantas de control sin
tratar.
Esta invención se refiere a potenciar la
resistencia de todas las plantas monocotiledóneas y dicotiledóneas
como se ha demostrado en cebada, trigo, tomate, pepino y
lechuga.
La composición agrícola de acuerdo con la
invención se puede aplicar a las hojas y raíces de las plantas por
pulverización, empapándolas, remojándolas, recubriendo las semillas,
sumergiéndolas y por sistemas de fertigación.
A continuación se describen los datos
experimentales que demuestran la eficacia de los componentes
(individualmente y en combinación) y en la Tabla 1 anterior.
1. En las Figuras 1-5 se demostró
la capacidad de los extractos provenientes de alga para estimular el
aumento de la síntesis de fitoalexinas antimicrobianas en el ensayo
de inducción de soja individual.
2. En la Figura 6 se demostró la falta de
inducción de síntesis de fitoalexinas de soja, en el ensayo de
inducción de soja individual para quitosano y para ácidos grasos
\omega-3 (Tran Maritex) en la Figura 7.
3. En las Figuras 8, 9, 10, 11 se demostró la
capacidad de los extractos provenientes de alga, quitosano altamente
acetilado (Seacure Cl 210), ácidos grasos \omega-3
(Tran Maritex) y fosfato para controlar el añublo en hojas de cebada
individuales. Provoca una marcada reducción (hasta del 99,8% en las
primeras hojas con infección por añublo (Erysiphe graminis,
f.sp. hordei) cuando se pulverizó sobre plantas de cebada
(Hordeum vulgare) antes de la infección como se ilustra en la
Fig. 12.
4. En las Figuras 11, 13 y 14 se demostró la
capacidad de los extractos provenientes de alga, quitosano altamente
acetilado (Seacure Cl 210) y ácidos grasos
\omega-3 (Tran Maritex) para controlar el añublo
en ensayos con plantas de cebada completas.
5. En la Figura 15 se demostró la capacidad de
los extractos provenientes de alga, quitosano altamente acetilado,
ácidos grasos \omega-3 y fosfato (COP) para
controlar Botrytis en plantas completas de tomate.
6. En la Figura 16 se mostró la capacidad de la
formulación de COP (y ensayando diversos adyuvantes diferentes) para
controlar el añublo en plantas completas de cebada.
7. Los componentes individuales muestran
actividad (para inducir fitoalexinas en cotiledones de soja o
inducir resistencia a infección con patógenos en hojas individuales
y plantas completas de cebada) en el intervalo:
200-1500 \mug/ml para quitosano,
0,125-1% (p:v) para ácidos grasos
\omega-3 (Tran Maritex- triglicérido de aceite de
hígado de bacalo), fosfato 30-100 mM
(K_{2}HPO_{4}, KH_{2}PO_{4}) pH 6,0,
2,5-2,5 x 10^{5} \mug/ml para un extracto
proveniente de alga.
8. Los efectos de los componentes son
complementarios y se pueden combinar eficazmente para dar un mayor
nivel de erradicación que cualquiera de los componentes usado
individualmente.
También se da soporte a la composición y
procedimiento reivindicados en las Figs. 1-16
Figura 1. Secreción de actividad de inducción de
fitoalexina en cotiledones de soja individuales expresado como
absorbancia a 286 nm para una serie de diez diluciones en extracto
de alga (Algifert 25% materia seca) de Ascophyllum nodosum.
Las observaciones experimentales muestran el aumento de la síntesis
de fitoalexina antimicrobiana en cotiledones de soja para
aplicaciones aumentadas de los extractos de alga actuales hasta un
máximo de 1 ml en 100 ml. Para el contenido extremadamente alto del
inductor se reduce el potencial máximo para la secreción de
fitoalexina.
Figura 2. Secreción de actividad del inductor de
fitoalexina en cotiledones de soja individuales expresado como
absorbancia a 286 nm para una serie de diez diluciones en extracto
de alga (Algifert 30% materia seca) de Ascophyllum nodosum.
Las observaciones experimentales muestran el potencial de inducción
para aumentar la síntesis de fitoalexina antimicrobiana en
cotiledones de soja para aplicaciones aumentadas de los extractos de
alga actuales hasta un máximo de 1 ml en 100 ml. Sin embargo, las
dosis demasiado altas de extractos de alga reducen el nivel de
secreción de fitoalexina antimicrobiana en el mismo sistema
experimental.
Figura 3. Secreción de actividad del inductor de
fitoalexina en cotiledones de soja individuales expresado como
absorbancia a 286 nm para una serie de diez diluciones en extracto
de alga (Algifert 25% materia seca) de Ascophyllum nodosum.
El experimento muestra el potencial del candidato inductor aplicado
Algea Base para inducir la síntesis de fitoalexinas antimicrobianas
en cotiledones de soja.
Figura 4. Secreción de actividad del inductor de
fitoalexina en cotiledones de soja individuales expresado como
absorbancia a 286 nm para una serie de diez diluciones en extracto
de alga (Algifert 30% materia seca) de Ascophyllum nodosum.
El experimento muestra el potencial del candidato inductor aplicado
"Algea Base" para inducir la síntesis de fitoalexinas
antimicrobianas en cotiledones de soja.
Figura 5. Secreción de actividad del inductor de
fitoalexina en cotiledones de soja individuales expresado como
absorbancia a 286 nm para una serie de diez diluciones en extracto
de alga (Algifert 30% materia seca) de Ascophyllum nodosum.
El experimento muestra el potencial del candidato inductor aplicado
"Hydro Plus Alga Gold" para inducir la síntesis de fitoalexinas
antimicrobianas en cotiledones de soja.
Figura 6. Secreción de actividad del inductor de
fitoalexina en cotiledones de soja individuales. La inducción de la
síntesis del inductor de fitoalexina se expresa como absorbancia a
286 nm para una serie de diez diluciones de preparaciones de
extracto de alga "Algifert 25%", "Algifert K 20%",
"Algea Base", "Algiflor K 25%", la preparación de extracto
de levadura "YE" y la preparación de quitosano altamente
acetilado "Seacure CL210".
Figura 7. Secreción de actividad del inductor de
fitoalexina expresado como absorbancia a 286 nm para diferentes
preparaciones de ácido graso \omega-3 (es decir,
aceite omega/pescado (N8), Tran Maritex (N9), concentrado de ácido
graso poliinsaturado (N10) y una preparación de extracto de alga de
Ascophyllum nodosum (Algifert K 30% (N2)).
Figura 8. Comparación directa en la eficacia de
quitosano no tamponado (60% quitosano desacetilado ("Seacure
CL210") y quitosano estándar ("Seacure F310") en la
reducción de los niveles de añublo en hojas de cebada individuales.
El experimento se llevó a cabo en hojas de cebada individuales en
agar al 0,5% en agua con bencimidazol
\hbox{(120 mg/l),}
seguido de la inoculación del patógeno (Erysiphe graminis) 1
día después de la pulverización. Ambas preparaciones de quitosano
reducen la infección añublo comparados con el control sin tratar,
sin embargo la preparación altamente acetilada (CL210) es más activa
que la preparación estándar de quitosano (F310).
Figura 9. Efecto del pH (4, 5; acetato 50 mM:
6-8; fosfato 50 mM) sobre la eficacia de la
preparación de ácido graso \omega-3 "Tran
Maritex" en la reducción de los niveles de añublo en hojas de
cebada individuales, en agar al 0,5% en agua con bencimidazol (120
mg/l), seguida de la inoculación con añublo (Erysiphe
graminis) 1 día después de la pulverización. Además de reducir
el nivel de infección de añublo que aumenta la preparación de ácido
graso, fosfato y/o pH también tienden a reducir el nivel de
infección del patógeno.
Figura 10. Efecto del pH (6-8;
tampones fosfato 40 mM) sobre la eficacia de la preparación de ácido
graso \omega-3 "Tran Maritex" en la reducción
de los niveles de añublo en hojas de cebada individuales, en agar al
0,5% en agua con bencimidazol (120 mg/l), seguido de la inoculación
1 día después de la pulverización [14,4% sin tratar]. El experimento
verifica los resultados mostrados en la Figura 9. El fosfato por sí
mismo reduce los niveles de añublo y la erradicación del patógeno se
mejora adicionalmente con la preparación de ácido graso
\omega-3 "Tran Maritex".
Figura 11. Efecto de las fracciones de alto peso
molecular en extractos de alga "Algifert 25", "Algifert K
30%", "Algifor K 25%", "Algea Base" e "Hydro Plus
Alga Gold" (todos dializados durante 72 horas) sobre los niveles
de añublo (aislado 983 de E. graminis) en hojas de cebada
individuales. Los experimentos se realizaron usando hojas de cebada
individuales en agar al 0,5% en agua con benzimidazol (120 mg/l),
después de la inoculación con el patógeno E. graminis 2 días
después de la pulverización.
Figura 12. Efecto de una serie de adyuvantes
estándar que mejoran la penetración superficial en la aplicación de
COP (quitosano, ácidos grasos \omega-3 y fosfato)
a plantas de cebada completas inoculadas con añublo (E.
graminis) 5 días después del tratamiento de pulverización. Los
tratamientos muestran el efecto en la 1ª, 2ª, 3ª y 4ª hoja en
plantas de cebada completas comparadas con las que no están tratadas
y los tratamientos sólo con adyuvantes. Se muestra que los efectos
son eficaces en plantas tratadas por la composición de COP 5 días
antes de la enfermedad inoculada por añublo (E.
graminis).
Figura 13. Efecto de las preparaciones de ácido
graso \omega-3 ("aceite omega/pescado",
"Tran Maritex", "etiléster K85/aceite de pescado") y
quitosano ("Seacure CL210") en los niveles de añublo (aislado
983 de E. graminis) en hojas de cebada individuales, en agar
al 0,5% en agua con bencimidazol (120 mg/l), después de la
inoculación 2 días después de la pulverización. Los números muestran
diluciones en serie de 10 (es decir, -3 igual a 1 ml/litro,
etc.).
Figura 14. Efecto de los ácidos grasos
\omega-3 ("aceite omega/pescado", "Tran
Maritex", "etiléster K85/aceite de pescado") en los niveles
de añublo (aislado 983 de E. graminis) después de la
inoculación 5 días después de la pulverización en ensayo de plantas
de cebada. Los números muestran diluciones en serie de 10 (es decir,
-3 igual a 1 ml/litro, etc.). Los mejores efectos se observaron para
los niveles de mayor tratamiento para los que las plantas de cebada
han mantenido sus niveles de resistencia después de 5 días cuando se
estimularon por inoculación con añublo.
Figura 15. Efecto de una serie de adyuvantes en
la aplicación de COP (quitosano, ácidos grasos
\omega-3 y fosfato) en plantas de tomate
inoculadas con B. Cinerea 1 día después del tratamiento de
pulverización. Los experimentos ilustraron que la COP está
reduciendo la infección de Botrytis cinerea en plantas de
tomate. Los mejores efectos de los tratamientos se obtienen usando
los adyuvantes Li-700 o Seapower.
Figura 16. Efecto de una serie de adyuvantes en
solitario y en combinación con COP (quitosano, ácidos grasos
\omega-3 y fosfato) en plantas de cebada completas inoculadas con añublo 1 día después del tratamiento. Los experimentos muestran los efectos adicionales de incluir la formulación del adyuvante adecuado (véase también la Tabla 1).
\omega-3 y fosfato) en plantas de cebada completas inoculadas con añublo 1 día después del tratamiento. Los experimentos muestran los efectos adicionales de incluir la formulación del adyuvante adecuado (véase también la Tabla 1).
Aunque el concepto de resistencia inducida se
había hipotetizado anteriormente, siempre ha habido un debate activo
sobre si el inducir resistencia sería perjudicial para el
rendimiento, o si la aplicación por pulverización de inductores de
resistencia sería fitotóxico induciendo la acumulación de
metabolitos vegetales tóxicos. De hecho, Bion®, un inductor de
resistencia sintético basado en una estructura química de núcleo
relacionado con ácido salicílico, se ha mostrado que causa efectos
de crecimiento negativos (por ejemplo, amarilleamiento) cuando se
aplica a plantas adultas tales como cebada y trigo.
Sorprendentemente, la combinación de inductores de resistencia en
"COPS" no ha mostrado efectos secundarios nocivos (no
amarillea, no hay crecimiento impedido, no hay necrosis) en las
plantas ensayadas. Una característica esencial de COPS es, por lo
tanto, que no se han observado síntomas de fitotoxicidad y no hay
efecto tóxico directo contra otros organismos.
El beneficio de combinar estos componentes reside
en sus diferentes modos de acción. Los patógenos, durante los
procedimientos de infección liberan "factores" virulentos y no
virulentos durante el procedimiento de infección. Estos factores son
potencialmente reconocibles por las plantas y debido a sus
diferentes estructuras químicas se pueden clasificar en diferentes
agrupaciones. Cada "grupo" de factores virulentos/no virulentos
pueden estimular potencialmente diferentes rutas de transducción de
señales en la planta. "COPS" actúa en parte para estimular
numerosas rutas de transducción de señales maximizando así la
respuesta relacionada con la resistencia potencial de las plantas a
la infección. Esto es dar un margen más fuerte, más sostenible y más
amplio de erradicación de patógenos que una preparación del inductor
basada en un solo ingrediente activo. Además, y quizás más
importante, la estrategia de múltiples inductores puede dar
seguridad contra "interacciones medioambientales perjudiciales"
pues no es probable que afecten a todos los componentes de igual
manera.
Claims (13)
1. Una composición agrícola, que se
caracteriza porque la composición comprende una mezcla de
quitosano, ácidos grasos poliinsaturados, fosfato y extracto
proveniente de alga.
2. Una composición agrícola de acuerdo con la
reivindicación 1, que se caracteriza porque el
5-45% en peso de los grupos
N-glucosamina de quitosano están acetilados.
3. Una composición agrícola de acuerdo con la
reivindicación 1, que se caracteriza porque la concentración
de quitosano es del 0,01-0,05% en peso.
4. Una composición agrícola de acuerdo con la
reivindicación 1, que se caracteriza porque la concentración
de ácido graso poliinsaturado es del 0,1-1% en
peso.
5. Una composición agrícola de acuerdo con la
reivindicación 1, que se caracteriza porque la concentración
de extractos de alga es del 0-0,1% en peso.
6. Una composición agrícola de acuerdo con la
reivindicación 1, que se caracteriza porque la concentración
de fosfato está entre 10 y 100 mM.
7. Una composición agrícola de acuerdo con la
reivindicación 1, que se caracteriza porque el ácido graso
poliinsaturado es triglicéridos o monoésteres de ácidos grasos de
aceites marinos o de aceites de origen vegetal.
8. Una composición agrícola de acuerdo con la
reivindicación 1, que se caracteriza porque los extractos de
alga se preparan a partir de Ascophyllum nodosum.
9. Un procedimiento para proteger, potenciar la
resistencia de las plantas a infecciones por patógenos de las
plantas y aumentar la tolerancia al estrés abiótico contra el frío,
la salinidad y la sequía, que se caracteriza porque las
plantas se tratan con la composición de acuerdo con la
reivindicación 1.
10. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, que se caracteriza porque el tratamiento se
realiza pulverizando dicha composición sobre las hojas de las
plantas.
11. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, que se caracteriza porque el tratamiento se
realiza por aplicación a las raíces.
12. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, que se caracteriza porque dicha composición
se aplica mediante sistemas de fertigación.
13. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 9, que se caracteriza porque dicha composición
se aplica recubriendo las semillas.
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