ES2794127A1 - Formulados liquidos a base de nanoparticulas de oxidos de metales como mejoradores de la productividad y para la obtencion de cultivos mas sanos, y uso de los mismos - Google Patents

Abstract

Se describen formulados a base de nanopartículas de determinados metales para su aplicación a cultivos, por vía radicular o por vía foliar, con vistas a mejorar los procesos metabólicos que ocurren durante las diferentes etapas del desarrollo del cultivo, a efectos de mejorar el aspecto de las plantas tratadas, activar sus autodefensas y potenciar la resistencia de las plantas ante condiciones adversas, bióticas y abióticas, permitiendo aumentar el rendimiento y la producción de las cosechas. Los formulados de la invención comprenden, como componentes principales, una combinación de aminoácidos vegetales, un derivado de la vitamina K y cantidades variables óxidos metálicos dependiendo del tipo de cultivo a tratar. La aplicación de los formulados puede llevarse a cabo por medio de fertirrigación, riego por goteo, riego por aspersión, o mediante distribución en zonas próximas a la planta en riego a manta, o bien por vía foliar mediante un dispositivo atomizador.

Description

DESCRIPCIÓN

FORMULADOS LÍQUIDOS A BASE DE NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDOS DE METALES

COMO MEJORADORES DE LA PRODUCTIVIDAD Y PARA LA OBTENCIÓN DE

CULTIVOS MÁS SANOS, Y USO DE LOS MISMOS

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a formulados líquidos a base de nanopartículas de óxido de diferentes metales como mejoradores de la productividad y para la obtención de cultivos más sanos, optimizando los recursos empleados y obteniendo cultivos que, además de ser más sanos, son también más resistentes frente a diferentes situaciones de estrés tanto bióticas como abióticas. La invención se refiere también al uso de dichos formulados como bioestimulantes para todo tipo de cultivos y para corregir diferentes fisiopatías derivadas de las carencias de determinados nutrientes.

El campo técnico en el que se inscribe la presente invención se encuentra comprendido dentro del sector industrial dedicado a la fabricación y aplicación de fertilizantes y otros productos para fomentar y potenciar el efecto de los minerales empleados en agricultura y al mismo tiempo contribuir a la reducción de la contaminación ambiental.

Antecedentes de la invención

En los últimos años, la producción agrícola ha evolucionado de forma considerable (diferentes datos estadísticos indican que la agricultura a nivel global debe incrementar su productividad para poder proveer a la creciente población mundial). Esto ha llevado a un incremento notable en el impacto ambiental debido al uso abusivo de insumos agrícola de origen químico, generando efectos adversos como pérdida de biodiversidad y materia orgánica, desequilibrio en los ciclos de elementos esenciales, contaminación, desestructuración y disminución de la fertilidad.

Al mismo tiempo, el aumento de productividad que requiere la agricultura para cubrir las necesidades emergentes, precisa no sólo del empleo de los minerales necesarios para las plantas, sino que además requieren de la aplicación de fitosanitarios químicos para controlar las principales plagas y enfermedades que afectan a los cultivos.

Aunque cada vez se va haciendo más popular la concienciación para reducir el uso de pesticidas, fungicidas y minerales inorgánicos, aun queda mucho por hacer y por avanzar en el sector para promover la viabilidad y sostenibilidad económica, social y medioambiental de los cultivos a largo plazo.

En el suelo, la concentración de metales varía considerablemente, pudiendo dichos metales ser encontrados como iones libres, adsorbidos, formando complejos organominerales o precipitados.

La presencia en suelos de potenciales contaminantes como algunos iones metálicos, no es necesariamente perjudicial ya que son micronutrientes necesarios para el crecimiento de las plantas, sin embargo con la actividad humana se ha incrementado el contenido de estos metales en el suelo, dado que cada vez se añaden en mayor proporción y ha cesado la devolución a la tierra del humus que garantiza su fertilidad, deteriorándose así la estructura edáfica al no crear el complejo adsorbente arcillo-húmico.

Los metales pesados suelen llegar procedentes de actividades industriales y actividades agrícolas, siendo los más vertidos el Mn, Zn, Cu, Pb, Ni, Mo..., entre otros, y su grado de contaminación dependerá del estado en el que estén y de las condiciones del medio.

Aunque es ampliamente conocida esta problemática, no existen en la actualidad alternativas efectivas para suplir las necesidades que tienen los cultivos hacia estos metales; además, debido al incremento poblacional, se ha incrementado la producción agrícola, generando indirectamente un aumento de la aplicación de estos productos y dando lugar a una degradación de los suelos agrícolas que se va agravando con el paso del tiempo. Esto que se acaba de mencionar ha planteado un reto que ha desembocado en una investigación continuada llevada a cabo por los inventores y ha permitido desarrollar una serie de formulaciones que pretenden solucionar el problema bioestimulando, incrementando la autodefensa y la resistencia de la planta y corrigiendo las fisiopatías debidas a las carencias de determinados nutrientes, repercutiendo finalmente en una mejora del rendimiento y la calidad de los cultivos con el uso de menos cantidades de materias primas y reduciendo notablemente los problemas como la eutrofización y la contaminación de las cuencas hidrológicas.

Está claro, por lo tanto, que es una necesidad fundamental el uso de correctores de carencias para el correcto funcionamiento de las plantas, previniendo y corrigiendo deficiencias causadas por carencias o desequilibrios de la absorción de ciertos elementos minerales, como ocurre en el caso de los síntomas de clorosis, necrosis, deformaciones foliares, variaciones de color o crecimiento anormal. Sin embargo, y como hemos comentado con anterioridad, con frecuencia ocurre que el aporte de estos formulados (basados en muchas ocasiones en metales pesados) a las plantas se produce en cantidades que exceden los límites permitidos, generándose un aumento de la contaminación ambiental.

Por todo ello, se entiende que existe en el estado de la técnica una necesidad de un formulado que aplicado a las plantas permita un desarrollo y un comportamiento normal de estas, y que al mismo tiempo permita corregir la carencia de determinados elementos e induzca los sistemas propios defensivos de las planta con un contenido en metales lo más bajo posible para contribuir de esta forma a la reducción del impacto ambiental.

Ya se conoce en el estado de la técnica la existencia del documento de Patente española P-201830145, perteneciente al mismo titular que el solicitante de la presente, en la que se describe un formulado líquido para el tratamiento de enfermedades de la madera de plantas tales como vides, almendros u otros, para potenciar la autodefensa y la resistencia de la planta contra enfermedades fúngicas y susceptible de ser aplicado según diferentes formas de fertirrigación, o bien por vía foliar mediante un dispositivo atomizador.. El formulado consiste en un compuesto a base de cobre, aminoácidos vegetales esenciales, menadiona sodio bisulfito y agua, con la particularidad de que el cobre se incorpora en forma de nanopartículas de un tamaño inferior a 60 nm, y en una proporción inferior al 1,0% en peso.

Descripción de la invención

Los formulados líquidos a los que se refiere la presente invención, han sido desarrollados teniendo en cuenta las necesidades de la técnica actual mencionada con anterioridad, y abarca un conjunto de formulados líquidos en base a nanopartículas de óxidos de cationes metálicos que los inventores han podido determinar a partir de las experimentaciones llevadas a cabo, que son altamente eficaces como potenciadores de la autodefensa de las plantas y de la eficiencia fisiológica de las mismas, todo ello con una baja concentración de metales que permite asegurar un mejor respeto medioambiental.

Breve descripción de los dibujos

Los formulados líquidos a los que se refiere la presente invención, van a ser descritos en lo que sigue a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a una pluralidad de gráficos incluidos en la presente descripción, y los cuales representan:

La Figura 1 es un gráfico conocido en el estado actual de la técnica, obtenido a partir del artículo Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, vol. 10, núm. 2 (257­ 267) Julio - Diciembre 2012, que muestra la transducción de diferentes señales que colaboran en la capacidad de la planta para defenderse contra determinados patógenos;

La Figura 2 representa una microfotografía realizada con microscopio electrónico de transmisión, que reproduce el tamaño de las partículas y la agregación de las mismas;

La Figura 3 ilustra un gráfico relativo a la producción comercial y total (t/ha) en los diferentes tratamientos realizados;

La Figura 4 es un gráfico que muestra el contenido en sólidos solubles (°Brix) en los diferentes tratamientos realizados;

La Figura 5 es un gráfico que muestra la consistencia (cm Bostwick) en los diferentes tratamientos realizados;

La Figura 6 es un gráfico comparativo entre la producción de un cultivo sin tratar, utilizado como testigo, y un producto tratado con un formulado de la presente invención;

La Figura 7 es una representación de un ensayo in vitro ilustra el grado de inhibición ejercido por un formulado de la invención contra diferentes microorganismos fitopatógenos;

La Figura 8 es un gráfico comparativo entre un cultivo sin tratar, utilizado como testigo, y un cultivo tratado con un formulado según la invención, y

La Figura 9 es un gráfico comparativo que muestra el grado de afección por carencia de Mg en diferentes momentos y niveles de aplicación del tratamiento;

Descripción de una forma de realización preferida

Tal y como se ha mencionado con anterioridad, la presente invención está destinada a proporcionar formulados líquidos para su aplicación a las plantas a modo de fertilizante, con vistas a suplir la carencia de determinados nutrientes y proporcionar con ello mejoras en la productividad y cultivos más sanos.

Específicamente, la presente invención se refiere a un conjunto de formulados líquidos basados en nanopartículas de óxidos de cationes metálicos (CaO, ZnO, MnO, MoO3, Ag2O, TiO2, etc.) como potenciadores de la autodefensa de las plantas y destinado a mejorar la eficiencia fisiológica de éstas. De manera más particular, la invención se refiere a una serie de formulados líquidos que permiten disminuir o eliminar la incidencia y severidad de los síntomas producidos por las carencias de determinados metales en las plantas. Debe aclararse que una de las características fundamentales de la serie de formulados que se presentan, es la baja concentración de metales que éstos presentan, lo que hace que estos formulados sean bastante respetuosos con el medio ambiente.

El uso de los formulados de la presente invención, permite mejorar los procesos metabólicos que ocurren durante las diferentes etapas del desarrollo, mejorando el aspecto de las plantas tratadas, activando sus autodefensas y la resistencia ante condiciones adversas bióticas y abióticas, permitiendo con ello aumentar el rendimiento y la producción de las cosechas.

Para ello, los formulados de la presente invención incluyen, entre sus componentes, tres ingredientes principales consistentes en óxidos metálicos, aminoácidos vegetales esenciales y un derivado de la vitamina K (MSB, menadiona sodio bisulfito o Vitamina K3), con la particularidad de que los metales se incorporan en forma de nanopartículas, consiguiendo multiplicar, de esa forma, la superficie protectora de los tratamientos a la vez que se asegura una mejor adherencia y persistencia del metal utilizado sobre los tejidos vegetales, optimizando de esta forma el efecto que éstos provocan en los cultivos. Esta composición permite también que el formulado de la invención actúe, además, como estimulante de determinadas reacciones metabólicas de las plantas básicas para su desarrollo y crecimiento.

En el ámbito agrario, la nanotecnología puede ofrecer nanomateriales que puedan actuar como elicitor para las plantas, además de otras funciones. Se define como elicitor un compuesto que al ser aplicado de forma exógena es capaz de activar o desencadenar la síntesis natural de otras sustancias en la planta, estimulando el metabolismo y activando la respuesta defensiva del vegetal. Adicionalmente a lo anterior, los nanomateriales pueden actuar como nutrientes más efectivos o pesticidas con menos efectos secundarios y con una mayor eficacia.

Estos nuevos fertilizantes, a diferencia de los productos actualmente disponibles en el mercado, tienen un efecto potenciador debido a que la presencia de éstos en su composición muestra las siguientes cualidades:

i) favorece la asimilación de nutrientes y evita la contaminación y degradación de suelos y cuencas hidrológicas;

ii) mejora el estado general del cultivo, vía activación metabólica y/u otras vías, dando como resultado una mejor producción y mayor calidad;

iii) estimula las defensas naturales de la planta reduciendo el uso de fungicidas; iv) reduce la cantidad de materias primas necesarias haciendo más efectiva la fertilización de los cultivos y evitando problemas de eutrofización en las zonas colindantes;

v) reduce los de costes de producción, y

vi) mejora de la calidad del fruto tanto antes como después de la recolección (Biswal SK, Nayak AK, Parida UK, Nayak PL, Applications of nanotechnology in agricultura and food sciences. IJSID. 2012;2(1) 21-36).

Como se sabe, la sustancia identificada como MSB en la presente descripción, presente junto con diferentes cationes metálicos en el mismo formulado como, por ejemplo, cationes de Ca, Zn, Mn, entre otros, mejora la asimilación de esos metales (y de sus respectivos óxidos) por parte de la planta. Así, si el formulado se aplica por vía radicular, estimula la formación de nuevas raíces debido al aumento de ácido indolacético que produce, que son las más efectivas para la absorción de estos metales de alto peso atómico y transporte en el xilema (sistema ascendente), mientras que en aplicación foliar mejora el metabolismo de absorción hacia el floema. Al mismo tiempo, habría que sumar el efecto que genera este material al inducir exógenamente los sistemas defensivos propios de las plantas, efecto conocido como SAR (Resistencia Sistémica Adquirida), que permite transducir diferentes señales que juegan un rol importante en la habilidad de la planta para defenderse contra determinados patógenos. La Figura 1, extraída del artículo publicado como Biotecnología en el Sector Agrario y Agroindustrial’, Vol. 10, núm. 2 (257-267), Julio -Diciembre 2012, ilustra el proceso de transducción al que se ha aludido con anterioridad.

Un importante hallazgo de la presente invención consiste en que, en el formulado que se propone, la conjunción de los efectos de los aminoácidos, que han sido seleccionados estratégicamente para aumentar la penetración en la planta de toda molécula que los acompaña, junto con el efecto "portador" del MSB sobre los cationes, garantizan que se pueda asegurar la penetración de las nanopartículas de los óxidos metálicos. Así, gracias a la mejora general del metabolismo de la planta asociada al MSB, la circulación de las nanopartículas en la savia de la planta, tanto en el floema como en el xilema, se ve favorecida, pudiendo asegurarse de este modo la llegada de estas nanopartículas a todas las partes del cultivo.

De acuerdo con la invención, a continuación se presentan de forma tabulada las composiciones correspondientes a la fórmula cualitativa y cuantitativa de los formulados líquidos que se proponen:

Formulado 1:

Tabla 1: Composición del Formulado 1

El calcio es necesario para el fortalecimiento estructural, el desarrollo y la elasticidad del tejido vegetal. El correcto aporte de este elemento secundario garantiza frutos más consistentes y favorece el desarrollo de plantas más resistentes y sanas.

Las carencias de calcio en los cultivos afectan al rendimiento y calidad general del fruto observándose en alteraciones fisiológicas como bitter-pit, plara, cracking, reblandecimiento de frutos, podredumbres apicales, tip-burn, etc.

Aunque existen tratamientos para conseguir que los cultivos asimilen el calcio, su aplicación es dependiente de diferentes factores climáticos, puesto que para que el fruto consiga absorber el calcio, este debe ser aplicado en los momentos iniciales de desarrollo del fruto, debido a que se trata de un elemento poco móvil que solo puede ser transportado por el interior del xilema.

La utilización del presente formulado permite solucionar este problema de movilidad, pues los estudios recientes realizados han demostrado que la reducción significativa del tamaño de la partícula permite optimizar el transporte de este elemento y hacerlo circular simultáneamente a través del xilema y del floema.

Formulado 2:

Tabla 2: Composición del Formulado 2

El zinc interviene directamente en la formación de clorofila, la conversión de almidones en azucares y la formación de algunos carbohidratos. Es fundamental en la formación de auxinas, las cuales coadyuvan a la regulación del desarrollo y a la elongación del tallo. Los síntomas de deficiencia de este elemento se presentan en las hojas nuevas, manifestándose como manchas necróticas en las puntas de las hojas.

La toxicidad de Zinc se presenta cuando sus niveles en los tejidos vegetales exceden de 200ppm, manifestándose síntomas como hojas de menor tamaño, puntas necrosadas, retraso del crecimiento de la planta e inhibición de la expansión radicular.

Formulado 3:

Tabla 3: Composición de Formulado 3

El Manganeso se caracteriza por intervenir en el funcionamiento de numerosos procesos biológicos, tales como respiración, fotosíntesis, germinación del polen, alargamiento celular en la raíz, asimilación de formas nitrogenadas y crecimiento del tubo polínico entre otras.

Los síntomas de deficiencia de Manganeso, se asemejan bastante a los relacionados con las carencias de hierro, como por ejemplo: Clorosis internervial, manchas bronceadas en las áreas cloróticas internerviales y reducción/retraso del crecimiento de las plantas.

Al igual que con el resto de metales pesados, el uso abusivo de este microelemento puede provocar toxicidades severas.

Formulado 4:

Tabla 4: Composición de Formulado 4

En el caso de la plata, las plantas no tienen necesidades de este metal, sin embargo el enorme conocimiento sobre el efecto fungicida y bactericida que existe en la actualidad y la aparición de diferentes estudios que indican que la plata tiene un efecto sobre la inhibición de determinadas proteínas relacionadas con el envejecimiento y maduración del fruto están consiguiendo que se empiece a emplear en la agricultura.

Formulado 5:

Tabla 5: Composición del Formulado 5

El molibdeno es un elemento que interviene en numerosas funciones de las plantas, aunque éstas necesitan concentraciones bajas de este componente. Fundamentalmente, el molibdeno participa en la síntesis de dos enzimas que convierten el nitrato en nitrito (una forma tóxica del nitrógeno) y luego en amoníaco, antes de ser usado para sintetizar aminoácidos dentro de la planta.

Al estar estrechamente vinculado a la fijación de nitrógeno, su deficiencia tiene efectos semejantes a la deficiencia de este macronutriente, reflejándose en un atraso en el crecimiento de las plantas, clorosis que empieza en las puntas de las hojas y se va aclarando hacia el centro, merma en la floración y producción de semillas, defoliación, etc....

Aunque la toxicidad por molibdeno es poco común en los cultivos, pues se necesitan altas concentraciones de este elemento para que se hagan visibles los síntomas, si que pueden generar enfermedades en los animales que consumen estos cultivos, y por tanto es conveniente aplicar este metal de forma responsable.

Formulado 6:

Tabla 6: Composición del Formulado 6

Aunque el titanio no sea un microelemento esencial para las plantas, diferentes estudios han demostrado que aporta diferentes propiedades beneficiosas a los cultivos. Según los estudios realizados, el titanio incrementa el rendimiento de los cultivos, optimiza las funciones biológicas de determinadas enzimas y fundamentalmente incrementa la producción de biomasa y favorece la absorción de otros nutrientes, especialmente el hierro.

Formulado 7:

Tabla 7: Composición del Formulado 7

La principal función que realiza este elemento es intervenir en los procesos fotosintéticos, pues este elemento constituye el átomo central de la molécula de la clorofila. Al mismo tiempo, interviene en la activación de determinadas enzimas y en la síntesis de proteínas.

Los principales síntomas de su deficiencia se reflejan como una clorosis invernal en las hojas más viejas. La deficiencia de magnesio a menudo es provocada por la falta de aplicación, pero también puede ser inducida si existen altos niveles de calcio, de potasio o de sodio en el sustrato.

Este elemento no suele presentar toxicidad, aunque se ha comprobado que altas concentraciones de magnesio pueden provocar dificultades en la absorción de calcio y potasio, debido a las propiedades antagonistas que presenta con los mismos.

Formulado 8:

Tabla 8: Composición del Formulado 8

El papel del Co se basa fundamentalmente en formar parte de la coenzima cobalamina (derivado de la vitamina B12) de la cual dependen distintas enzimas para la fijación de nitrógeno (N2) por bacterias de los géneros Rhizobium y Bradyrhizobium. Además algunos de los usos más comunes de este elemento se deben a que bloquea parcialmente la síntesis del etileno.

La deficiencia de Co está directamente relacionada con una disminución de la síntesis del aminoácido metionina, generando una disminución en la formación de proteínas y reflejándose en una ralentización del desarrollo y función de nódulos en las raíces.

La mayor eficiencia de las nanopartículas de los óxidos metálicos con respecto a sus análogos macromoleculares, se debe fundamentalmente al reducido tamaño que presenta este formato, puesto que gracias a esto, se consigue, por un lado, una mayor dispersión de dichas partículas sobre las hojas y el fruto, y por otro lado, favorecemos la absorción.

Con preferencia, el tamaño de las nanopartículas de óxidos metálicos que intervienen en los formulados líquidos de la presente invención que se han descrito con anterioridad, es inferior a 80 nm, y más preferiblemente está comprendido en un rango de entre 8 nm y 40 nm.

Si se observa la Figura 2 de los dibujos anexos, se puede apreciar un ejemplo de una microfotografía realizada con microscopio electrónico de transmisión, que reproduce el tamaño de las partículas y la agregación de las mismas. En una forma de uso preferente de los formulados de la invención, éstos se incorporan al suelo mediante fertirrigación, en riego por goteo, por aspersión o distribuyéndolo en zonas próximas a la planta en riego a manta, o bien por vía foliar, aplicando con un atomizador, en las fases iniciales del desarrollo del cultivo, para estimular la formación de raíces nuevas. La dosis del formulado de la invención a emplear es de 2,5 litros por hectárea de cultivo y aplicación.

Ejemplos:

En lo que sigue, se van a describir algunos ejemplos de ensayos realizados por la solicitante, destinados a demostrar la eficacia de los formulados de la presente invención con alusión comparativa expresa, cuando proceda, a compuestos del estado actual de la técnica.

Ejemplo 1: Formulado 1

Se llevó a cabo un ensayo del formulado 1 de la presente invención, para evaluar la influencia del tratamiento en el comportamiento agronómico, la maduración y la posterior incidencia en la calidad industrial (pH, °Brix, color, consistencia y materia seca) de un cultivo de tomate en comparación con un testigo sin tratar de ese mismo cultivo en las condiciones agroclimáticas de Navarra. El ensayo se realizó en la Finca Experimental de INTIA en Cadreita, en una parcela de textura franco arcillo limosa y con riego por goteo. La siembra se realizó el 20 de abril en cepellón 3x3 y la plantación a terreno definitivo el 26 de mayo, a una densidad de 35.714 plantas/ha, con una separación entre mesas de cultivo de 1,60 m y 0,35 m entre cepellones (2 plantas por cepellón), sobre acolchado plástico biodegradable Mater-Bi® de 60 galgas de espesor. Como material vegetal se ha utilizado la variedad Delfo (Nunhems), con destino a otros usos.

Los tratamientos y momentos de aplicación fueron los siguientes:

Tabla 9: Tratamiento Ejemplo 1

*: (DDP: días después de la plantación (efectuada el 26 de mayo))

Con el formulado 1 se realizaron cinco aplicaciones foliares a la dosis de 2,5 cc/l a partir de floración. Para mojar bien la planta, los tratamientos se realizaron con pulverizador neumático de mochila.

En una parcela de tomate de 4.000 m2, se marcaron al azar para cada tratamiento cuatro parcelas elementales de 16,8 m2. En recolección, se controlaron para cada tratamiento 67,2 m2, es decir, el equivalente de cuatro de dichas parcelas elementales.

Los tratamientos fitosanitarios fueron los recomendados por INTIA en la zona de cultivo. No hay que destacar problemas importantes de plagas y enfermedades criptogámicas, realizándose dos tratamientos insecticidas contra lepidópteros y un tratamiento preventivo contra enfermedades.

Antes de la siembra, como abonado de fondo se aplicó a todo el ensayo 600 kg/ha de abono mineral complejo 9-23-30. Como cobertera se aportaron 50 kg/ha de N, por medio de fertirrigación, en cuatro aplicaciones del fertilizante líquido N32 iniciadas a partir de la cuarta semana de la plantación, con frecuencia semanal.

La recolección se efectuó una vez alcanzado un porcentaje de fruto rojo superior al 80%. La fecha de recolección fue el 21 de septiembre, 118 días después de la plantación, tanto para el cultivo con tratamiento como para el testigo sin tratar. Se controló la producción comercial total y el peso medio del fruto. Además, se cogieron muestras de cada uno de los tratamientos y repeticiones y se dividieron en dos, la mitad de las muestras se llevaron al laboratorio CNTA de San Adrián, donde llevó a cabo la determinación de los principales parámetros de calidad industrial: pH, °Brix, color, consistencia y residuo seco. La otra mitad de las muestras se enviaron por transporte de paquetería a la Universidad de Valencia para los análisis correspondientes.

La aplicación del formulado 1 de la presente invención tuvo un efecto positivo en el rendimiento del tomate de industria, mejorándolo ligeramente respecto al testigo sin tratar.

Tabla 10: Resultados obtenid os

Estos resultados han sido mostrados comparativamente en el gráfico ilustrado en la Figura 2 de los dibujos, con vistas a que puedan ser apreciadas las ventajas de la aplicación del formulado de la invención en los diferentes cultivos con tratamiento, frente a los cultivos respectivos sin tratar, utilizados como testigos a efectos de comparación.

Al mismo tiempo, se ha podido observar que la aplicación del formulado indicado con anterioridad ha contribuido a un incremento en el contenido en sólidos solubles (°Brix) en los cultivos con tratamiento respecto a los cultivos utilizados como testigo del orden de un 4,74%, y un valor de consistencia (cm Bostwick) menor en un 17,1%. Las Figuras 4 y 5 muestran, respectivamente, gráficos que ilustran las variaciones relativas mencionadas con anterioridad, a saber el incremento de sólidos solubles (Figura 4) y la reducción del valor de consistencia (Figura 5).

Ejemplo 2: Formulado 2 y formulado 3

Se llevo a cabo un ensayo con una mezcla de los formulados 2 y 3 de la presente invención, y también con ambos formulados por separado, para evaluar la influencia del tratamiento en el comportamiento sobre la corrección de carencias de Manganeso declaradas en hoja.

El ensayo fue realizado en una parcela al aire libre de árboles plantados a 5 x 3 metros con 2,5 m de altura que presentaban carencia de Manganeso. Para el ensayo se realizaron dos tratamientos separados 15 días sobre 3 tesis:

1) Testigo (tratado con agua)

2) Corrector de Zinc y Manganeso estándar a dosis de 5 l/ha

3) Mezcla de los formulado 2 y 3 de la presente invención a 2,5 l/ha

El primer tratamiento se realizó a fecha del 27 de junio y el segundo a fecha del 13 de julio. Para cada tesis se trataron un total de tres árboles completos mediante mochila pulverizadora, con un gasto aproximado de 1 litro por árbol.

Se monitorizó la evolución del estado de las hojas semanalmente de manera visual. Los tratamientos y momentos de aplicación fueron los siguientes:

Tabla 11: Tratamientos Ejemplo 2

Se partió de un nivel de carencia similar en los árboles perteneciente a todas las tesis, con una media de un 60% de hojas con síntomas de carencia en la parte inferior del árbol, hasta una altura de un metro sobre el suelo. Así, se pudo observar que, tras las dos aplicaciones de producto, se vio una corrección de la carencia casi equitativa para los árboles tratados con el corrector de Zinc y Manganeso estándar y con los formulados estudiados que, tras la segunda aplicación, llegó a mostrar una corrección incluso mayor que en el caso del producto estándar.

Así, una semana después de la primera aplicación, la carencia disminuyó hasta una media del 12% de hojas afectadas en los árboles tratados con el producto estándar y a un 10% en el caso de la mezcla de los formulados del estudio. Y, una semana después de la segunda aplicación, la carencia disminuyó hasta una media del 5% de hojas afectadas en los árboles tratados con el producto de estudio, mientras que el grado medio de carencia se mantuvo en un 12% en los árboles tratados con el producto estándar. La Figura 6 muestra gráficos comparativos de la evolución de los cultivos con las sucesivas aplicaciones, identificados sucesivamente como (a), (b), (c), (d), representativos del estado de carencia inicial de los árboles, estado después de 1 semana tras la primera aplicación, estado después de 1 semana tras la segunda aplicación, y estado después de 2 semanas tras la segunda aplicación, respectivamente. Los tres bloques de cada gráfico se identifican, respectivamente, siguiendo un orden de izquierda a derecha, con Testigo, producto estándar y producto en estudio

Por tanto, en base a lo anterior, se pudo llegar a la conclusión de que la corrección de carencias de Manganeso por parte de la mezcla de los formulados 2 y 3 es superior a la conseguida con el producto estándar, utilizando una cantidad de producto 70 veces menor. Con esto se consigue una mayor eficacia y se contribuye a la consiguiente reducción del impacto ambiental.

Ejemplo 3: Formulado 4

Se llevó a cabo un ensayo del formulado 4 de la presente invención, para evaluar el efecto in vitro que ejerce dicho formulado contra diferentes microorganismos fitopatógenos.

Los patógenos bacterianos utilizados fueron las bacterias Xanthomonas axonaphodi pv. manihotis y Xanthomona sp. El inoculó de cada bacteria se preparó utilizando un cultivo puro de 24 h de crecimiento, en agua destilada esterilizada; después se distribuyó uniformemente a razón de 95 pL en placas de Petri. Las placas inoculadas se dejaron en reposo por una hora para favorecer la disposición de los patógenos sobre el sustrato. El testigo solo tenía agar nutritivo con el patógeno respectivo, mientras que para las otras dos tesis se depositó una gota del formulado en la zona central de la placa. Cada tratamiento (Formulado 4/patógeno) tuvo cuatro repeticiones. Las placas fueron incubadas a 26°C, bajo luz continua a fin de inducir el crecimiento de los patógenos. Las evaluaciones se realizaron a partir de las 48 h, midiendo de forma visual el grado de inhibición generada por el formulado aplicado (véase la Figura 7 de los dibujos anexos, donde las placas de Petri correspondientes al testigo y a las otras dos tesis de tratamiento han sido señaladas como A, B y C, respectivamente).

La aplicación del formulado 4 sobre la batería de cultivos bacterianos mencionados, mostró un marcado efecto inhibitorio in vitro de la especies Xanthomonas axonopodis pv manihotis y Xanthomonas sp., logrando inhibir completamente el desarrollo de las colonias de bacterias estudiadas. Con esto se demuestra que el formulado tiene cierto carácter bactericida y podría llegar a plantearse como una alternativa a la aplicación de determinados antibióticos, reduciendo de esta forma los problemas de resistencia que generan estos microorganismos frente a determinados antibióticos.

Ejemplo 4: Formulado 5 y formulado 8

Se llevó a cabo un ensayo en base a una mezcla de los formulados 5 y 8 de la presente invención, a base de óxido de molibdeno y óxido de cobalto según se ha descrito con anterioridad, para evaluar el rendimiento global sobre el cultivo del algodón.

El ensayo fue realizado en una parcela al aire libre con una extensión total de 10Ha de la cual, la mitad fue tratada con el producto objeto del estudio. Para el ensayo se realizaron dos tratamientos (el primer tratamiento a cápsulas medianas, el segundo a 20 % cápsulas abiertas):

Tabla 12: Tratamientos Ejemplo 4

Se realizó un seguimiento del cultivo durante todo el periodo de producción obteniéndose los siguientes resultados:

Tabla 13: Producción obtenida

Las diferencias de producción han sido representadas gráficamente, para una apreciación más fácil y rápida, en la Figura 8 de los dibujos anexos.

Por lo tanto, se llega a la conclusión de que, con los tratamientos del producto mencionado a una dosis de 2,5 L/Ha, se consigue un aumento de la producción de un 7,66%. Se estima que este incremento ha sido debido a una reducción de la producción de etileno en el período de floración del cultivo.

Al mismo tiempo, se observó que las cápsulas de algodón tratadas con el formulado de la invención eran más firmes y densas, repercutiendo por tanto en un aumento de la calidad.

Ejemplo 5: Formulado 6

Se llevó a cabo un ensayo del formulado 6 de la presente invención (a base de óxido de titanio), para evaluar el aumento de la producción en el cultivo de sandia en comparación con un testigo sin tratar. Las variedades de sandía utilizadas fueron Kasmira y como polinizador se usó Premium. La superficie de cultivo era de 1.5 hectáreas, dividiendo la parcela en dos mitades iguales de 7.500 metros cuadrados cada una. La fecha de plantación fue el día 18/5/2018. El marco fue de 1.5 x 1.8 metros y la proporción del polinizador fue de 1 por cada 3 plantas de sandía. La fecha de inicio de la recolección fue el 4/8/2018.

El ensayo fue realizado con el producto de estudio, usando una cantidad total de producto de 5 litros por hectárea. Las aplicaciones se realizaron de la siguiente manera:

1° aplicación: Floración

2° aplicación: 15 días después

Los detalles de los tratamientos fueron los siguientes:

Tabla 14: Tratamientos Ejemplo 5

Se monitorizó la evolución del estado del cultivo semanalmente de manera visual y en el momento de la recolección se pesaron 5 remolques tanto del testigo como de la zona tratada obteniéndose los siguientes resultados:

Tabla 15: Producción obtenida

Por tanto, se llegó a la conclusión de que con los dos tratamientos usando el producto de la invención, en dosis de 2,5L/Ha, se consiguió un aumento de la producción de un 5,02%. Esta diferencia de producción entre el cultivo de sandía usado como testigo y el cultivo de sandía tratado con el producto de la invención, ha sido mostrada gráficamente en la Figura 8 de los dibujos anexos.

Al mismo tiempo, se observó que las plantas tratadas con el producto estudiado tenían un contenido en hierro más elevado que en el testigo, de lo que se deduce que la aplicación del formulado objeto del estudio favorece la asimilación de otros nutrientes como es el caso del hierro en el presente ensayo.

Por último, hay que señalar que el tratamiento en base al presente formulado implica aplicar menos de 10g de TiO2 por hectárea, lo que significa que se ha incrementado la producción del cultivo sin contribuir con ello a intensificar el impacto ambiental.

Ejemplo 6: Formulado 7

Se llevó a cabo un ensayo en base al formulado 7 de la presente invención, es decir, usando óxido de magnesio en el tratamiento, para evaluar la influencia del tratamiento en el comportamiento sobre la corrección de carencias de Magnesio declaradas en hoja.

El ensayo fue realizado en una parcela al aire libre con árboles plantados a 5 x 3 metros con 2,5 m de altura que presentaban carencia de Magnesio. Para el ensayo se realizaron dos tratamientos separados por un período de 15 días sobre 3 tesis:

- Testigo (tratado con agua)

- Producto usual basado en epsomita a dosis de 5 l/ha

- Formulado 7 de la presente invención a 2,5 l/ha

El primer tratamiento se realizó a fecha del 30 de Mayo y el segundo a fecha del 15 de Junio. Para cada tesis se trataron un total de cinco árboles completos mediante mochila pulverizadora, con un gasto aproximado de 1 litro por árbol.

Se monitorizó la evolución del estado de las hojas semanalmente de manera visual. Los tratamientos y momentos de aplicación fueron los siguientes:

Tabla 16: Tratamientos Ejemplo 6

Se partió de un nivel de carencia similar en los árboles perteneciente a todas las tesis, con una media de un 60% de hojas con síntomas de carencia en la parte inferior del árbol, hasta una altura de un metro sobre el suelo. Así, se pudo observar que, tras las dos aplicaciones de producto, se vio una corrección de la carencia bastante superior para los árboles tratados con el formulado de la invención.

Así, una semana después de la primera aplicación, la carencia disminuyó hasta una media del 20% de hojas afectadas en los árboles tratados con el producto estándar y a un 10% en el caso del producto de estudio. Y, una semana después de la segunda aplicación, la carencia disminuyó hasta una media del 3% de hojas afectadas en los árboles tratados con el producto de estudio, mientras que en el caso de los arboles tratados con el producto estándar la carencia disminuyó hasta un 14%.

Por tanto, se llegó a la conclusión de que utilizando un 90% menos de Óxido de Magnesio, la corrección de carencias de Magnesio por parte del formulado propuesto es superior a la conseguida con el producto estándar. Con esto conseguimos ser más eficaces y contribuimos a la reducción del impacto ambiental.

Aplicabilidad industrial

Tal y como se ha descrito a lo largo de la presente memoria, los formulados líquidos a base de nanopartículas de óxidos de metales son especialmente aplicables a múltiples cultivos con vistas a mejorar la productividad y obtener cultivos más sanos, todo ello con optimización de recursos y una considerable reducción del impacto medioambiental con respecto a otros tratamientos del estado de la técnica.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. - Formulados líquidos a base de nanopartículas de óxidos de metales como mejoradores de la productividad y para la obtención de cultivos más sanos, formulados que permiten mejorar los procesos metabólicos que ocurren durante las diferentes etapas del desarrollo, mejorando el aspecto de las plantas tratadas, activando sus autodefensas y la resistencia ante condiciones adversas bióticas y abióticas, y en consecuencia permitiendo con ello aumentar el rendimiento y la producción de las cosechas, caracterizados porque comprenden los siguientes componentes básicos: aminoácidos vegetales esenciales, un derivado de la vitamina K, cantidades variables de uno o más óxidos metálicos seleccionados en un grupo constituido por óxido de calcio, óxido de zinc, óxido de manganeso, óxido de plata, óxido de molibdeno, óxido de titanio, óxido de magnesio y óxido de cobalto, dependiendo del cultivo concreto a tratar, y agua.

2. - Formulados según la reivindicación 1, caracterizados porque el derivado de la vitamina K consiste en Menadiona Sodio Bisulfito (MSB).

3. - Formulados según la reivindicación 1, caracterizados porque los aminoácidos esenciales intervienen en una cantidad comprendida en un intervalo de 10% al 25% del peso total de cada formulado.

4. - Formulados según la reivindicación 1, caracterizados porque la cantidad de derivado de la vitamina K que interviene en cada formulado está comprendida en un intervalo de 0,2% a 6% del peso total del formulado.

5. - Formulados según la reivindicación 1, caracterizados porque la cantidad de óxido del metal seleccionado en cada formulado en función del producto a tratar, interviene en las siguientes proporciones:

- Óxido de calcio: 0,01% a 3% del peso total del formulado;

- Óxido de Zinc: 0,01% a 1,0% del peso total del formulado;

- Óxido de Manganeso: 0,01% a 1,0% del peso total del formulado;

- Óxido de Plata: 0,01% a 1,0% del peso total del formulado;

- Óxido de Molibdeno: 0,01% a 1,0% del peso total del formulado;

- Óxido de Titanio: 0,01% a 1,0% del peso total del formulado;

- óxido de Magnesio: 0,01% a 3,0% del peso total del formulado, y

- Óxido de Cobalto: 0,01% a 1,0% del peso total del formulado.

6.- Formulados según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizados porque el tamaño

de las nanopartículas de los óxidos metálicos que intervienen en los formulados líquidos es

inferior a 80 nm.

7.- Formulados según la reivindicación 6, caracterizados porque el tamaño de las nanopartículas de los óxidos metálicos que intervienen en los formulados líquidos está comprendido en un rango de entre 8 nm y 40 nm.

- Uso de los formulados de las reivindicaciones 1 a 5 para el tratamiento de cultivo a efectos de mejora de la productividad y obtención de productos más sanos, mediante aplicación a la zona de cultivo mediante fertirrigación, riego por goteo, riego por aspersión, o mediante distribución en zonas próximas a la planta en riego a manta.

- Uso de los formulados de las reivindicaciones 1 a 5 para el tratamiento de cultivo a efectos de mejora de la productividad y obtención de productos más sanos, aplicados a las

plantas por vía foliar mediante un atomizador en las fases iniciales del desarrollo del cultivo.

10.

Uso de los formulados de las reivindicaciones 1 a 5 para el tratamiento de cultivos a efectos de mejora de la productividad y obtención de productos más sanos, en el

que cada aplicación del correspondiente formulado se realiza en una proporción de 2,5 litros

por hectárea de cultivo.