ES2265305A1

ES2265305A1 - Composicion acuosa crioprotectora y metodo de aplicacion.

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Publication number: ES2265305A1
Application number: ES200650045A
Authority: ES
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Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: ES2265305B1

Abstract

La presente invención proporciona una composición acuosa criprotectora de plantas y árboles frutales caracterizada porque comprende: (i) un 25-75 % (p/p) de polioles. (ii) un 5-25 % (v/v) de una emulsión antioxiixdante. (iii) un 0,1-1 % (p/p) de fosfatos. dicha composición puede usarse en forma de solución diluida en un 90-97,5 % (v/v) de agua, preferiblemente en un 94 % (v/v) de agua. asimismo, la invención proporciona un método para incrementar la resistencia a los daños por heladas en plantas y árboles que consiste en aplica directamente a las plantas y árboles a tratar una cantidad eficaz de dich composición acuosa crioprotectora en forma de solución diluida en un 90-97,5 % (v/v) de agua, preferiblemente en un 94 % (v/v) de agua, mediante pulverización.

Description

Composición acuosa crioprotectora y método de aplicación.

Campo de la técnica

La presente invención se refiere al campo de los tratamientos crioprotectores para incrementar la resistencia a los daños por heladas en plantas. Más en particular, la invención se refiere a composiciones acuosas crioprotectoras de plantas y árboles frutales y al método de aplicación de las mismas.

Estado de la técnica anterior

Es bien conocido el hecho de que las temperaturas por debajo de 0ºC producen periódicamente importantes daños, ya sean temporales o permanentes, en un gran número de especies vegetales de alto valor comercial.

Ciertas especies vegetales presentan una gran resistencia a los daños causados por las heladas. Otras, sin embargo, son especialmente sensibles cuando la temperatura desciende por debajo de 0ºC lo que supone importantes daños en las cosechas y, por tanto, cuantiosas pérdidas económicas.

Estos daños son especialmente importantes cuando se produce el comienzo del ciclo vegetativo, que se inicia entre finales de invierno y la primavera, durante el cual tiene lugar la floración, fructificación y la aparición de los primeros brotes verdes en los árboles frutales.

Entre las especies más sensibles a las bajas temperaturas podemos citar, entre otros, manzanos, perales, cerezos, ciruelos, melocotoneros o la vid.

Los daños producidos por las heladas no dependen solamente de las bajas temperaturas que se alcancen, sino también de factores tales como la duración, la rapidez del ciclo de enfriamiento-calentamiento, el estado fenológico de la planta, la madurez de los tejidos, el estado general de la planta, el tipo de helada, etc.

Esto hace que la helada sea un fenómeno complejo y de difícil prevención. Generalmente, las partes del árbol más afectadas por las heladas primaverales son las flores y los frutos jóvenes recién cuajados, siendo los daños más fácilmente observables los tejidos necrosados.

Para prevenir los efectos de las heladas, se han ensayado procedimientos tales como ventiladores, estufas de queroseno, quema de neumáticos viejos, riego por aspersión, etc., dependiendo del tipo y la intensidad de la helada.

En general, todos estos métodos presentan una serie de inconvenientes:

1-: Requieren instalaciones permanentes o semipermanentes.

2-: No tienen carácter preventivo ya que necesitan actuar mientras se está produciendo la helada.

3-: Generalmente son caros, bien por la inversión necesaria, bien por la mano de obra requerida y el consumo energético o de agua necesario.

Para evitar estos inconvenientes se han propuesto métodos de protección basados en la aplicación de productos crioprotectores.

Los productos crioprotectores pueden definirse como compuestos que, aplicados por pulverización, por ejemplo, son absorbidos por los órganos vivos de la planta y almacenados durante un cierto tiempo en el líquido intersticial protegiéndola de los daños ocasionados por las heladas hasta que son metabolizados y desaparecen.

Así, la patente US 5124061 describe un método para aumentar la resistencia de las plantas al daño por heladas que comprende aplicar una composición acuosa de una sal de colina con un ácido monocarboxílico o policarboxílico. Dicha composición puede contener, además, glicerina, propilenglicol y tensioactivos a base de condensados de óxido de etileno y óxido de propileno.

Igualmente, la patente US 5252118 se refiere a un método para producir un crioprotector para plantas a base de pectinas despolimerizadas en presencia de ácido fosfórico como base de dicho crioprotector que incluye, además, una solución nutriente a base de sales de sodio, potasio, hierro, magnesio, manganeso, zinc, cobre y bórax.

La patente US 4735737 se refiere también al uso de pectinas, concretamente, a la utilización de una espuma protectora formada por tres partes de clara de huevo y una de pectina extraída de manzanas para aplicaciones a escala reducida, tal como en jardinería.

La patente US 4618442, por su parte, proporciona una composición de tensioactivos no iónicos a base de óxido de etileno y óxido de propileno combinados con urea.

En la patente US 5133891 se describe un producto a base de aluminio (tri-O-etil sulfonato) que se emplea para atacar las bacterias que inducen la formación de cristales de hielo, mientras que en la patente US 4161084 la protección de las plantas se consigue aplicando una familia de bacterias que actúan de forma antagónica a las que inducen la formación de hielo manteniendo un equilibrio entre ambas.

Asimismo, la patente US 4834899 se refiere a la aplicación de un bactericida para eliminar las bacterias que actúan como núcleos de cristalización del hielo, siendo dicho bactericida una mezcla de ácido acético o láctico y clorito sódico o potásico.

Por otra parte, en la patente US 4219965 se describe como sistema de protección el uso de diversas emulsiones de materias grasas y fluido de silicona tales como aceite mineral, silicona y emulsionantes; o aceite de girasol, silicona y emulsionantes, siendo la concentración de materia grasa del orden del 10% en peso.

En la patente US 5223015 se utilizan como sustancias crioprotectoras el alcohol tetrahidrofurfurílico y la tetrahidrofurfurilamina, solos o en combinación, y un agente mojante no iónico.

Sin embargo, a pesar de las numerosas experiencias de laboratorio y aplicaciones a pequeña escala con diferentes tipos de sustancias y preparados crioprotectores, hasta la fecha no se ha comercializado ningún producto para esta aplicación. Las causas pueden ser debidas a la falta de reproducibilidad de los resultados de laboratorio cuando se trasladan a la práctica debido al alto número de variables que influyen en la aplicación, o a la duración insuficiente del efecto crioprotector ya que con los productos y métodos de aplicación ensayados hasta ahora dicho efecto no se prolonga más allá de las 48-72 horas.

A fin de superar dichos inconvenientes, la presente invención proporciona una composición crioprotectora alternativa que presenta grandes ventajas con respecto a las composiciones del estado de la técnica anterior en cuanto a los porcentajes de supervivencia de las especies tratadas y en cuanto a la duración del efecto crioprotector.

Objeto de la invención

Así pues, un objeto de la presente invención es proporcionar una composición acuosa crioprotectora de plantas y árboles frutales.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar el uso de dicha composición acuosa crioprotectora.

Por último, otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para incrementar la resistencia a los daños por heladas en plantas y árboles frutales mediante la aplicación directa de dicha composición acuosa crioprotectora a las planteas y árboles a tratar.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona una acuosa crioprotectora de plantas y árboles frutales, en adelante "composición acuosa crioprotectora de la invención", caracterizada porque comprende:

(i): un 25-75% (p/p) de polioles

(ii): un 5-25% (p/p) de una emulsión antioxidante

(iii): un 0,1-1% (p/p) de fosfatos

En una realización preferida, dicha composición acuosa crioprotectora de la invención comprende:

(i): un 70% (p/p) de polioles

(ii): un 15% (p/p) de una emulsión antioxidante

(iii): un 0,3% (p/p) de fosfatos

En el contexto de la invención, el término "polioles" se refiere a compuestos químicos con dos o más grupos hidroxilo. Dentro de dicho compuestos caben citar: trioles, tales como, por ejemplo, glicerina o 1,2,6-hexanotriol; derivados de óxido de etileno de fórmula genérica OH-(CH_{2}CH_{2})_{n}H, siendo n un número entero entre 1 y 10, preferiblemente entre 1 y 4; y derivados de óxido de propileno de fórmula genérica

OH-(CH_{2}

\delm{C}{\delm{\para}{CH _{3} }}

H)_{n}H,

siendo n un número entero entre 1 y 7.

Cuando se pulverizan dichos polioles sobre las plantas, estos pasan al sistema vascular de las mismas y de ahí se distribuyen al resto de los tejidos. Actúan rebajando el punto de congelación de los fluidos de los tejidos vegetales, con lo que evitan la formación de cristales de hielo y la rotura de los sistemas membranosos celulares que éstos ocasionan. Además, su elevada higroscopicidad favorece la retención de agua en los tejidos vegetales y reduce los efectos provocados por las bajas temperaturas producidos cuando el agua se evapora rápidamente, ya sea como consecuencia de una helada (heladas de evaporación), desecación (rachas de viento en ambientes secos) u otras situaciones de estrés.

Los presentes inventores han descubierto el mecanismo de asimilación de los polioles, en particular el de la glicerina, determinando que las plantas los almacenan en forma de fosfatos. Por tanto, la inclusión de compuestos inorgánicos de fósforo solubles en agua en la composición acuosa crioprotectora de la invención garantiza una presencia suficiente de fosfato en el momento de la helada y, por tanto, una mayor asimilación de los polioles de la composición aplicada.

Por otra parte, los compuestos antioxidantes que forman parte de la emulsión antioxidante son capaces de inhibir la acción de los radicales libres y aumentar la resistencia de los órganos vegetales en condiciones adversas, tales como las bajas temperaturas, la desecación u otras situaciones de estrés, tal y como se ha comentado previamente. Dichos compuestos antioxidantes no son solubles en la solución acuosa de polioles por lo que es necesario añadirlos en forma de emulsión preparada previamente.

Los tensioactivos empleados en dicha emulsión favorecen, además, la absorción de los polioles ya que facilitan la penetración de los mismos a través del sistema superficial de las plantas (la epidermis y la cutícula formada a base de cera).

En una realización preferida, la composición acuosa crioprotectora de la invención comprende fosfatos que se seleccionan del grupo formado por fosfato monopotásico, fosfato dipotásico, fosfato monosódico y fosfato disódico.

Asimismo, en otra realización preferida, la composición acuosa crioprotectora de la invención comprende polioles seleccionados del grupo formado por glicerina, etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, butildiglicol, hexilenglicol, polietilenglicol (peso molecular de 200-10.000) y copolímeros de polioxietileno-polioxipropileno (en una proporción 2,54:1 y con un peso molecular de 2.000-7.000). Dicho poliol es preferiblemente glicerina, un subproducto de la fabricación de jabón, biodegradable y ecológico.

En otra realización particular de la composición acuosa crioprotectora de la invención, la emulsión antioxidante comprende:

-: un 25% (p/p) de antioxidantes,

-: un 12,5% (p/p) de emulsionantes, y

-: un 0,2% (p/p) de conservantes.

En una realización preferida de la composición acuosa crioprotectora de la invención, dichos antioxidantes se seleccionan del grupo formado por vitamina E (\alpha-tocoferol), butil-hidroxi-anisol (BHA), butil-hidroxi-tolueno (BHT) y galatos de alquilo C_{3}-C_{12}, y mezclas de los mismos. Preferiblemente, dicho antioxidante es una mezcla de vitamina E y butil-hidroxi-tolueno (BHT) o una mezcla de butil-hidroxi-anisol (BHA) y butil-hidroxi-tolueno (BHT). Más preferiblemente, dicho antioxidante es una mezcla de vitamina E y butil-hidroxi-tolueno (BHT) en una proporción de 1,77:1.

En otra realización preferida de la composición acuosa crioprotectora de la invención, dichos emulsionantes pueden ser emulsionantes de origen natural o bien emulsionantes no iónicos, seleccionados del grupo formado por alcoholes grasos oxietilenados, alcoholes grasos oxietilenados-oxipropilenados, monooleato de sorbitán, monooleato de sorbitán oxietilenado, ácidos grasos oxietilenados, lecitina de soja, y mezclas de los mismos.

Los conservantes mencionados se utilizan para esterilizar los componentes de la composición acuosa crioprotectora y para evitar el crecimiento de microorganismos (hongos y algas, principalmente) en el seno de la misma evitando así su deterioro. En otra realización preferida de la composición acuosa crioprotectora de la invención, dichos conservantes se seleccionan del grupo formado por isotiazolinas, formaldehído, bromopol, derivados de cloroacteamida, pentaclorofenato sódico, parabenos, y mezclas de los mismos, siendo preferiblemente una isotiazolina.

Asimismo, la composición acuosa crioprotectora de la invención puede contener, opcionalmente, otros componentes minoritarios con efectos positivos sobre la floración y la fructificación y que, además, potencian el efecto crioprotector de la misma. Entre ellos cabe destacar el boro que desempeña una importante función en la polinización y cuajado de frutos ya que favorece la germinación del polen y el crecimiento del tubo polínico y, además, mejora la resistencia a un gran número de enfermedades fúngicas, bacterianas y víricas e incrementa la resistencia de las plantas y árboles a los daños causados por heladas. El boro se puede añadir en forma de ácido bórico o en forma de diversos boratos de metales alcalinos y etanolaminas, variando la dosis de utilización del mismo entre un 0,05% y un 1% en peso.

\newpage

En otros aspecto de la invención, se proporciona el uso de una composición acuosa crioprotectora tal como se ha definido previamente en forma de solución diluida en un 90-97,5% (v/v) de agua, preferiblemente en un 94% (v/v) de agua.

Por otro lado, en otro aspecto de la invención, se proporciona un método para incrementar la resistencia a los daños por heladas en plantas y árboles que consiste en aplicar directamente a las plantas y árboles a tratar una cantidad eficaz de una composición acuosa crioprotectora tal como se ha definido previamente en forma de solución diluida en un 90-97,5% (v/v) de agua, preferiblemente en un 94% (v/v) de agua, mediante pulverización.

Los ejemplos que siguen a continuación se exponen a efectos de proporcionar al experto en la materia una explicación de la presente invención, pero no deben ser considerados como limitaciones a los aspectos esenciales del objeto de la misma, tal como han sido expuestos en los apartados anteriores de esta descripción.

Ejemplo 1 Preparación de una emulsión antioxidante para emplear en una composición acuosa crioprotectora de acuerdo con la invención

En un reactor de 1500 l de capacidad provisto de disco de agitación y calefacción, se introducen 250 kg de vitamina E, 100 kg de alcohol graso oxietilenado, 25 kg de monooleato de sorbitán y se calienta a 80ºC.

Con el disco de agitación a la velocidad máxima (3000 rpm) y mediante una bomba dosificadora se va introduciendo en el reactor el agua caliente a 80ºC a un caudal de aproximadamente 500 l/h.

Se deja enfriar la mezcla y cuando se alcanzan los 50ºC se añaden 2 kg de isotiazolina como agente conservante.

Se obtiene una emulsión estable de color blanco-amarillento miscible con agua en cualquier proporción.

Ejemplo 2 Preparación de una emulsión antioxidante para emplear en una composición acuosa crioprotectora de acuerdo con la invención

En un reactor como el del ejemplo anterior, se introducen 160 kg de vitamina E, 90 kg de butil-hidroxi-tolueno (BHT) y 130 kg de alcohol graso oxietilenado, y se calienta a 80ºC.

En un depósito auxiliar provisto de un sistema de calefacción y agitación, se introducen 593,8 l de agua y 25 kg de lecitina de soja. Se calienta con agitación y se introduce en el reactor a un caudal de 500 l/h. Tras finalizar la adición, se mantiene la agitación durante 1 hora.

Ejemplo 3 Preparación de una composición acuosa crioprotectora de acuerdo con la invención

En un depósito auxiliar de 200 l de capacidad se introducen 140 l de agua y se añaden 3 kg de fosfato dipotásico agitando hasta disolución completa.

En un reactor de 1500 l de capacidad y provisto de agitación se introducen 150 kg de cualquiera de las emulsiones preparadas en los ejemplos 1 y 2, a la que se va añadiendo poco a poco la disolución acuosa de fosfato dipotásico.

A continuación y con agitación, se añaden 707 kg de glicerina manteniendo la agitación hasta lograr un producto homogéneo.

El resultado es un producto blanco translúcido, uniforme y estable, que puede ser diluido en agua en cualquier proporción.

Ejemplo 4 Determinación de la supervivencia de flores de almendro en una plantación tras tratamiento con la composición acuosa crioprotectora de la invención

Se pulverizó parte de una plantación de almendros en floración situada en Preixana (Lérida) el 4 de abril de 2003 con la composición acuosa crioprotectora de la invención diluida al 5%(v/v) en agua. La temperatura que se alcanzó fue de -4ºC. Como plantación control, se consideró la parte de plantación sin tratar.

Posteriormente, se determinó el porcentaje de flores viables. Los resultados se recogen en la siguiente tabla 1.

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TABLA 1

	% flores viables	% flores no viables
Control	28	72
Plantación tratada	77	23

Ejemplo 5 Determinación de la supervivencia de flores de distintos árboles frutales en una cámara de simulación de heladas tras tratamiento con la composición acuosa crioprotectora de la invención

Se pulverizaron una serie de árboles frutales (melocotoneros, ciruelos y manzanos) con la composición acuosa crioprotectora de la invención diluida al 5%(v/v) en agua. Se esperó 48 horas después de la aplicación para simular la helada. La temperatura que se alcanzó fue de -7ºC. Como árboles frutales control, se consideraron otra serie de árboles frutales sin tratar.

Posteriormente, se determinó el porcentaje de flores viables. Los resultados se recogen en la siguiente tabla 2.

TABLA 2

Especie	Control	Tratados
	% flores viables	% flores no viables	% flores viables	% flores no viables
Melocotonero	28	72	60	40
Ciruelo	0	100	15	85
Manzano	0	100	95	5

Ejemplo 6 Determinación de la supervivencia de plantones de lechuga en cámara de atmósfera controlada

Se utilizaron para este ensayo plantones de lechuga en un estado de 4 hojas verdaderas. Se realizaron seis tratamientos en total, pulverizando en cada tratamiento un total de 30 lechugas y esperando 48 horas después de la aplicación para simular la helada. Posteriormente se observó el estado de las mismas después de una helada de -7ºC. En la tabla 3 se recogen los resultados obtenidos.

TABLA 3

Tratamiento	% Supervivencia
G	27
1	32
2	38
3	49
4	49
5	49
G: Glicerina
1 - Glicerina y vitamina E (5%, 0,25% en volumen);
2 - Glicerina, vitamina E y fosfato dipotásico (5%, 0,25% y 0,021% en volumen);
3 - Glicerina, vitamina E, BHT y fosfato dipotásico (5%, 0,16%, 0,09% y 0,021% en volumen);
4 - Glicerina, vitamina E, BHA, y fosfato dipotásico (5%, 0,12%, 0,062% y 0,021% en volumen);
5 - Glicerina, BHT, BHA y fosfato dipotásico (5%, 0,12%, 0,062% y 0,021% en volumen);

Los porcentajes expresan el contenido en materia activa del producto en el momento de la aplicación.

Como puede verse en la tabla 3, los mejores resultados corresponden a los tratamientos en los que se emplea una combinación sinérgica de antioxidantes y fosfato dipotásico.

La duración del efecto crioprotector en los ensayos en cámara climática con heladas artificiales es de 4-7 días, dependiendo de la especie vegetal tratada.

Claims

1. Composición acuosa crioprotectora de plantas y árboles frutales caracterizada porque comprende:

(i): un 25-75% (p/p) de polioles

(ii): un 5-25% (p/p) de una emulsión antioxidante

(iii): un 0,1-1% (p/p) de fosfatos

2. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende:

(iv): un 70% (p/p) de polioles

(v): un 15% (p/p) de una emulsión antioxidante

(vi): un 0,3% (p/p) de fosfatos

3. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 1, caracterizada porque los fosfatos se seleccionan del grupo formado por fosfato monopotásico, fosfato dipotásico, fosfato monosódico y fosfato disódico.

4. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 1, caracterizada porque los polioles se seleccionan del grupo formado por glicerina, etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, butildiglicol, hexilenglicol, polietilenglicol y copolímeros de polioxietileno-polioxipropileno.

5. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 4, caracterizada porque dicho poliol es la glicerina.

6. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 1, caracterizada porque la emulsión antioxidante comprende:

-: un 25% (p/p) de antioxidantes,

-: un 12,5% (p/p) de emulsionantes, y

-: un 0,2% (p/p) de conservantes.

7. Composición acuosa crioprotectora según las reivindicación 6, caracterizada porque los antioxidantes se seleccionan del grupo formado por vitamina E (\alpha-tocoferol), butil-hidroxi-anisol (BHA), butil-hidroxi-tolueno (BHT) y galatos de alquilo C_{3}-C_{12}, y mezclas de los mismos.

8. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 7, caracterizada porque el antioxidante es una mezcla de vitamina E y butil-hidroxi-tolueno (BHT) o una mezcla de butil-hidroxi-anisol (BHA) y butil-hidroxi-tolueno (BHT).

9. Composición acuosa crioprotectora según las reivindicaciones 7-8, caracterizada porque el antioxidante es una mezcla de vitamina E y butil-hidroxi-tolueno (BHT) en una proporción de 1,77:1.

10. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 6, caracterizada porque los emulsionantes se seleccionan del grupo formado por alcoholes grasos oxietilenados, alcoholes grasos oxietilenados-oxipropilenados, monooleato de sorbitán, monooleato de sorbitán oxietilenado, ácidos grasos oxietilenados, lecitina de soja, y mezclas de los mismos.

11. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 6, caracterizada porque los conservantes se seleccionan del grupo formado por isotiazolinas, formaldehído, bromopol, derivados de cloroacteamida, pentaclorofenato sódico, parabenos, y mezclas de los mismos.

12. Composición acuosa crioprotectora según la reivindicación 11, caracterizada porque dicho conservante es una isotiazolina.

13. Uso de una composición acuosa crioprotectora según las reivindicaciones 1-12 en forma de solución diluida en un 90-97,5% (v/v) de agua, preferiblemente en un 94% (v/v) de agua.

14. Método para incrementar la resistencia a los daños por heladas en plantas y árboles frutales que consiste en aplicar directamente a las plantas y árboles a tratar una cantidad eficaz de una composición acuosa crioprotectora según las reivindicaciones 1-12 en forma de solución diluida en un 90-97,5% (v/v) de agua, preferiblemente en un 94% (v/v) de agua, mediante pulverización.