ES2333841B1

ES2333841B1 - Composicion fortificante reguladora de la transpiracion, protectora de hojas y frutos y utilizacion de la misma.

Info

Publication number: ES2333841B1
Application number: ES200930638A
Authority: ES
Inventors: Ramon Artigas Puerto
Original assignee: FMC Foret SA
Current assignee: FMC Foret SA
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: CL2012000508A1; IL218243A0; WO2011023835A1; EP2471362A4; BR112012004458A2; EP2471362A1; ES2333841A1; MX2012002332A; US20120172222A1; PE20121007A1

Abstract

Composición fortificante reguladora de la transpiración, protectora de hojas y frutos y utilización de la misma.

La presente invención está relacionada con el sector de la agricultura, más en particular con los productos para mejorar el rendimiento de la producción de cultivos agrícolas. De manera más específica, la presente invención se refiere a una composición fortificante reguladora de la transpiración, protectora de hojas y frutos, que comprende zeolita, preferentemente zeolita 4A, como base y otros aditivos, que potencian su actividad y facilitan su aplicación en suspensión acuosa o en seco. Además, la presente invención se refiere las diferentes utilizaciones de dicha composición.

Description

La presente invención está relacionada con el sector de la agricultura, más en particular con los productos para mejorar el rendimiento de la producción de cultivos agrícolas. De manera más específica, la presente invención se refiere a una composición fortificante reguladora de la transpiración, protectora de hojas y frutos, que comprende zeolita, preferentemente zeolita 4A, como base y otros aditivos, que potencian su actividad y facilitan su aplicación en suspensión acuosa o en seco. Además, la presente invención se refiere a las diferentes utilizaciones de dicha composición.

Es bien conocido que la población mundial crece rápidamente. Para satisfacer la demanda mundial de alimentos se precisa incrementar el rendimiento de los cultivos, especialmente de cereales, tales como maíz, arroz, trigo, soja, cebada y sorgo. Así, en el caso específico del arroz se estima que se requerirá un incremento del rendimiento de un 50% para el año 2030.

Desde mediados del siglo pasado se ha venido trabajando en la optimización del manejo de los diferentes cultivos. En las últimas décadas, el uso de fertilizantes y las mejoras genéticas han generado un incremento sustancial del rendimiento de la mayoría de los cultivos a escala mundial. A pesar de ello, el suelo disponible para muchos cultivos ha alcanzado su máximo valor. Además, otro problema de enorme relevancia para el crecimiento de la producción de los cultivos es la baja disponibilidad de agua para regadío, que limita tanto la fotosíntesis como el crecimiento de las plantas.

Otro problema no menos importante relacionado con el aumento de la producción agrícola son las numerosas plagas y enfermedades que afectan a los cultivos. Para combatirlas, a menudo se utilizan productos intrínsecamente tóxicos, que afectan negativamente a los diferentes ecosistemas.

Por lo tanto, existe la necesidad de obtener un producto que ayude a resolver los problemas antes mencionados relacionados con el aumento del rendimiento de los cultivos, el uso eficiente del agua y que ayude a eliminar plagas y enfermedades que afectan a los cultivos de una manera amigable con el medio ambiente.

Los presentes inventores han desarrollado una composición, que comprende zeolita 4A como base y otros aditivos que potencian su actividad y facilitan su aplicación en suspensión acuosa o en seco.

De manera sorprendente, con la aplicación de la composición de la presente invención a numerosos cultivos, se ha obtenido una mejora en el rendimiento del cultivo tratado, favoreciendo la actividad fotosintética, lo que provoca un aumento tanto de la superficie foliar como del peso de los frutos.

Otros efectos beneficiosos sobre los cultivos, a consecuencia de la aplicación de la composición de la presente invención, son la disminución de la actividad fúngica, la absorción de algunas micotoxinas, la disminución del ataque de insectos y otros agentes patógenos y el uso más eficiente del agua utilizada para el regadío.

La fotosíntesis es el proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía luminosa del espectro visible y la transforman en energía química, que emplean en la síntesis de carbohidratos. La ecuación general de la fotosíntesis que utilizan la mayoría de los organismos con clorofila es:

6CO_{2} + 6H_{2}O + luz \rightarrow \ C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2}

El proceso de fotosíntesis ocurre en 2 etapas, la primera, llamada etapa fotodependiente, que ocurre sólo en presencia de luz y la segunda, llamada etapa bioquímica o ciclo de Calvin, ocurre de manera independiente de la luz.

El ciclo de Calvin ocurre en el estroma o matriz del cloroplasto. Allí se encuentran las enzimas necesarias que catalizan la conversión de dióxido de carbono (CO_{2}) en glucosa utilizando los protones aportados por la coenzima NADPH (Nicotinamida Adenina Dinucleótido Fosfato Hidrogenado) más la energía del ATP (Trifosfato de Adenosina). El dióxido de carbono ingresa a través de los estomas y llega hasta la molécula aceptora del ciclo, una pentosa llamada ribulosa difosfato, combinándose con ésta mediante la acción de la enzima ribulosa 1,5-bifosfato carboxilasa oxigenasa o Rubisco. El primer producto estable de la fijación de CO_{2} es el ácido-3-fosfoglicérico (PGA), un compuesto de 3 carbonos. La energía del ATP es utilizada para fosforilar el PGA y formar ácido 1,3 difosfoglicérico, el cual es reducido luego mediante la acción del NADPH a gliceraldehido-3-fosfato (PGAL). Una parte del gliceraldehido-3-fosfato es utilizada en el ciclo para sintetizar glucosa, mientras que el resto se utiliza para regenerar la ribulosa, que da comienzo a un nuevo ciclo.

Paradójicamente, el CO_{2} no es un gas muy abundante en la atmósfera, ya que constituye aproximadamente el 0,03% de ésta, de modo que a las plantas no les resulta fácil obtenerlo. Esta dificultad se agrava por el hecho de que el intercambio gaseoso sólo puede ocurrir a través de unos diminutos poros, llamados estomas, que suelen concentrarse en las caras inferiores de las hojas. Los estomas se abren y se cierran en respuesta a factores ambientales tales como la humedad ambiental o la intensidad de la luz. En condiciones cálidas y secas, dichos estomas se cierran para reducir la pérdida de vapor de agua y, como resultado, se reduce en gran medida el suministro de dióxido de carbono. O sea, que el CO_{2} resulta menos asequible en los momentos en que se dispone de la máxima intensidad solar para impulsar las reacciones de la fase luminosa de la fotosíntesis.

Es por ello, que muchas especies vegetales que viven en ambientes cálidos y secos, denominadas C4 y CAN, han desarrollado adaptaciones del mecanismo fotosintético descrito anteriormente, que posee la gran mayoría de las plantas de ambientes húmedos y templados (denominadas C3), que les permiten fijar inicialmente el CO_{2} con una mínima pérdida de agua.

Sin la intención de estar unidos a ninguna teoría específica, es posible que, con la aplicación de la composición de la presente invención, se favorezcan uno o más mecanismos que están directamente o indirectamente relacionados con la actividad fotosintética de las plantas.

La aplicación de la composición de la presente invención sobre las plantas hace que se forme una capa que actúa como un recubrimiento aislante térmico y reflectante, que reduce la temperatura de exposición y limita la radiación UV dañina para el crecimiento vegetal de manera efectiva en las horas de mayor insolación. Esto provoca que haya una menor pérdida de agua por transpiración, de modo que los estomas permanecen abiertos durante más tiempo favoreciendo la admisión de CO_{2}. Pero, además, las características físico-químicas de la composición de la presente invención, propician la concentración del CO_{2} en la interfase con la epidermis vegetal conectada con el mesófilo, lo que se traduce en una mayor eficiencia de la reacción de la enzima rubisco, ya que dispone de más sustrato y en condiciones de mayor solubilidad. En otras palabras, de manera sorprendente, se ha encontrado que debido a la aplicación de la composición de la presente invención, una planta del tipo C3 funciona como si dispusiera de un sistema preconcentrador de CO_{2} similar al de las plantas de tipo C4.

Inesperadamente, los presentes inventores han observado, además, que cultivos del tipo C4, tal como maíz, que ya disponen de mecanismos naturales de preconcentración de CO_{2} también se ven favorecidos con la aplicación de la composición de la presente invención, incrementando la superficie foliar y reduciendo el consumo de agua de las plantas.

Como se ha mencionado anteriormente, la composición de la presente invención comprende zeolita 4A como base y otros aditivos que potencian su actividad y facilitan su aplicación en suspensión acuosa o en seco.

La zeolita 4A (Z4A) es un aluminosilicato sódico cristalino hidratado de composición Na_{12} (AlO_{2})12(SiO_{2})
12.27H_{2}O. Industrialmente se obtiene a partir de arena (SiO_{2}), alúmina (Al_{2}O_{3} 3H_{2}O) y sosa cáustica (NaOH al 50%). La arena y la alúmina se digieren por separado con sosa cáustica obteniéndose silicato y aluminatos sódicos, que posteriormente se hacen reaccionar, formándose un aluminosilicato sódico amorfo, que es sometido a condiciones adecuadas de maduración se reordena para adoptar la estructura cristalina de la Z4A. Por ejemplo, la patente europea EP0525272 describe un procedimiento y un dispositivo para la obtención de zeolita 4A.

Desde el punto de vista macroscópico, la Z4A es un sólido de color blanco, insoluble en agua, con un tamaño promedio de partículas entre 2 y 5 micras. Presenta excelentes propiedades secuestrantes de cationes, debido a la facilidad con que intercambia sus iones sodio en medio acuoso. Es por ello, que ha sido ampliamente utilizada en el sector de los detergentes por su capacidad de reducir la dureza del agua en el proceso de lavado.

La Z4A, cuya relación elemental Si:Al:Na es 1:1:1, presenta una de las superficies más heterogéneas que se conocen en materiales porosos, ya que los átomos de Si y Al ocupan posiciones alternas en su disposición tetrahédrica. Esto se traduce en una gran selectividad frente a las moléculas de agua y a las de las especies polares, tal como el
CO_{2}.

La Z4A también se utiliza como tamiz molecular por su tamaño de poro uniforme. Este efecto se intensifica al ser calentada en vacío o en corriente de gas (N_{2}, He, aire), ya que pierde agua de cristalización sin modificar su estructura cristalina, lo que, unidos a si considerable superficie interna (600 - 900 m^{2}/g) permite su aplicación en el secado de gases y de líquidos, en un proceso reversible y en la separación y purificación de mezclas gaseosas y líquidas.

La Z4A es un producto tixotrópico, lo que equivale en la práctica a que en reposo es capaz de retener una cantidad de agua muy superior a la de cristalización. En cualquier caso, la deshidratación y rehidratación se producen fácilmente debido a que el agua está débilmente retenida en las estructuras.

La Z4A puede adsorber una gran variedad de sustancias, tales como CO_{2}, NH_{3} y compuestos orgánicos tales como las micotoxinas.

Además, la blancura y finura de la Z4A sugieren su aplicación como película reflectante protectora frente a la radiación solar, ya sea como asistente térmico o como filtro UV selectivo. Se ha demostrado mediante espectrofotometría que la Z4A absorbe en el rango UVB debido a un efecto de dispersión.

Una característica muy importante de la Z4A es que no tiene efectos medioambientales perjudiciales y puede considerarse ecológicamente segura.

La composición de la presente invención comprende como base preferentemente zeolita 4A, pero es evidente para un experto en la materia que cualquier zeolita que presente características físico-químicas similares a la zeolita 4A, principalmente en cuanto a la capacidad de adsorción de CO_{2} y H_{2}O, y distribución de tamaño de partícula, es adecuada para utilizar en la composición de la presente invención.

Preferentemente, en la composición de la presente invención se utiliza la Z4A debido a que es un producto de síntesis, de composición controlada y repetible, por lo que con su utilización se eliminan las inconsistencias habituales derivadas del empleo de productos naturales, que están sujetos a una gran variabilidad y pueden estar acompañados de otros compuestos que pudieran interferir en la función principal a realizar.

La composición de la presente invención comprende zeolita 4A de 95% a 99,9% en peso y de 0,1% a 5% de otros aditivos que le confieren mejores características de fluidez en seco y dispersabilidad en medio acuoso.

Dichos aditivos empleados en la formulación de la presente invención no pertenecen a una misma familia química y tienen un efecto de dispersión variable. Entre los aditivos adecuados para utilizar en la composición de la presente invención se encuentran homopolímeros o copolímeros acrílicos en dispersión acuosa o sus sales, tales como los disponibles comercialmente Rheosolve 7098 (Coatex, Francia) o Acumer^{TM} (Rohm and Haas, Estados Unidos); o lignosulfato sódico, tal como el disponible comercialmente Borresperse CA (Borregaard Industries Ltd., Noruega); o mezclas de componentes tales como diisopropilnaftaleno sulfonato sódico, ácido naftalenosulfónico y alcoholes primarios etoxilados, tal como el disponible comercialmente Neodol (Shell Chemicals Ibérica, España). Preferentemente, en la composición de la presente invención se utiliza Rheosolve 7098. La concentración de dichos aditivos en la composición de la presente invención es de 0,1% a 5% en peso, más preferentemente de 0,2% a 3% en peso y la más preferente 0,5% en peso, con respecto al peso total de la composición.

Además de los aditivos mencionados anteriormente, la composición de la presente invención puede comprender además, si se desea, aditivos que aumenten la adherencia superficial de la composición sobre las hojas y frutos. Ejemplos de dichos aditivos son los humectantes no iónicos tales como las soluciones de alcohol isodecílico etoxilado, tal como la disponible comercialmente Mogiol® (Comercial Química Massó, España).

La composición de la presente invención puede estar en forma de un polvo fino o en forma de una dispersión acuosa. Los aditivos que comprende dicha composición facilitan significativamente su aplicación por espolvoreado, en el caso de la composición en forma de polvo o por rociado, en el caso de que esté en forma de dispersión acuosa. Asimismo, dichos aditivos ayudan a aumentar la permanencia de la composición sobre las superficies de los cultivos tratados.

La composición de la presente invención puede aplicarse tanto a los cultivos al aire libre como a los cultivos en invernaderos.

La composición de la presente invención puede aplicarse para combatir los hongos y las enfermedades fúngicas que afectan a las plantas. A bajas temperatura y humedad relativa alta, condiciones propias de la primavera u otoños lluviosos y de los invernaderos, se produce la condensación del agua sobre las hojas y frutos, cuando ésta alcanza la temperatura de rocío. La composición de la presente invención actúa como secante, ya que presenta una alta capacidad de absorción de agua, lo que impide la actividad fúngica, tanto en la superficie de las plantas, tales como la del hongo ectoparásito Oídio, y la de los hongos endoparásitos Mildiu y Botritis.

Otro efecto beneficioso de la aplicación de la composición de la presente invención es el enmascaramiento de hojas y frutos, que pueden ser objeto de ataque por insectos, ácaros y de patógenos oportunistas que infectan los cultivos a través de las heridas provocadas por dichos insectos. Es conocido que los insectos actúan guiados por parámetros cromáticos, olfativos y de textura. La composición de la presente invención altera el color y la textura de las partes que recubre, e incluso, en algunos casos puede capturar compuestos odoríferos que segrega la planta. Adicionalmente, la composición de la presente invención produce un secado superficial de la cubierta húmeda de los huevos de dichos insectos, que dificulta su intercambio gaseoso (respiración), limitando así su viabilidad. La composición de la presente invención se muestra efectiva frente a la mosca blanca y a la polilla Tuta absoluta, que son muy reacias a los tratamientos con insecticidas habituales.

A continuación, la presente invención se describe en más detalle en base a un ejemplo, que no constituye ninguna limitación del alcance de la presente invención.

Ejemplo

Se preparó una composición que contenía 99,5% de zeolita 4A y 0,5% de Rheosolve 7098 en forma de suspensión acuosa. Dicha composición se aplicó mediante rociado a un cultivo en macetas de fresa y a un cultivo de maíz, cada 15 días, con dosis equivalentes a 30 y 15 kg/Ha (1 g/planta/15 días) respectivamente. Los resultados obtenidos en comparación con cultivos similares no tratados al final de la cosecha se muestran en la tabla I.

Como resultado de la aplicación de la composición, se observó una floración/fructificación adelantada, así como una aumento de la producción de frutos, y del calibre de las piezas de los frutos. Además, se observó una mejora notable en el desarrollo foliar y un uso más eficiente del agua.

TABLA I Resultados de la aplicación a los cultivos de una composición que comprende zeolita 4A (99,5%) y Rheosolve 7098 (0,5%)

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Si bien la invención se ha descrito con respecto a un ejemplo de realización preferente, éste no se debe considerar limitativo de la invención, que se definirá por la interpretación más amplia de las siguientes reivindicaciones.

Claims

1. Composición para la aplicación en cultivos agrícolas al aire libre o invernaderos que presenta propiedades reguladoras de la transpiración vegetal, protectora de hojas y frutos caracterizada porque comprende de 95% a 99,9% en peso de zeolita y de 0,1% a 5% en peso de aditivos que le confieren mejores características de fluidez en seco y dispersabilidad en medio acuoso.

2. Composición, según la reivindicación 1, caracterizada porque la zeolita es zeolita 4A.

3. Composición, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dichos aditivos son homopolímeros o copolímeros acrílicos en dispersión acuosa o sus sales o lignosulfato sódico, o mezclas de componentes tales como diisopropilnaftalerio sulfonato sódico, ácido naftalenosulfónico y alcoholes primarios etoxilados.

4. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el aditivo es un copolímero acrílico en dispersión acuosa, tal como Rheosolve 7098.

5. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la concentración de dichos aditivos en la composición de la presente invención es de 0,2% a 3% en peso, con respecto al peso total de la composición.

6. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la concentración de dichos aditivos en la composición de la presente invención es de 0,5% en peso, con respecto al peso total de la composición.

7. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque además comprende aditivos que aumenten la adherencia superficial de la composición sobre las hojas y frutos.

8. Composición, según la reivindicación 7, caracterizada porque dicho aditivo que aumenta la adherencia superficial sobre las hojas y frutos es una solución de alcohol isodecílico etoxilado, tal como Mogiol®.

9. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición está en forma de polvo.

10. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la composición está en forma de dispersión acuosa.

11. Uso de una composición, según las reivindicaciones 1 a 10, para aumentar el rendimiento de los cultivos agrícolas con un uso más eficiente del agua para regadío.

12. Uso de una composición, según las reivindicaciones 1 a 10, para combatir hongos ectoparásitos y endoparásitos y las enfermedades fúngicas de las plantas asociados a éstos.

13. Uso, según la reivindicación 12, caracterizado porque dichos hongos son Oídio, Mildiu y Botritis.

14. Uso de una composición, según las reivindicaciones 1 a 10, como protectora de las plantas contra el ataque de insectos y ácaros.

15. Uso, según la reivindicación 14, caracterizado porque dichos insectos son la mosca blanca y la polilla Tuta absoluta.

16. Uso de una composición, según las reivindicaciones 1 a 10, para disminuir la viabilidad de los huevos de insectos depositados en las hojas y frutos de los cultivos.

17. Uso de una composición, según las reivindicaciones 1 a 10, para incrementar la concentración de CO_{2} sobre la interfase con la epidermis vegetal conectada con el mesófilo de los cultivos, especialmente los del tipo C3, aumentado en consecuencia la eficiencia de la enzima Rubisco.