MXPA97004922A - El uso de silicatos para incrementar la bioproductividad en plantas - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a el uso de salicilatos para aumentar la bioproductividad en plantas, caracterizado porque se utilizan concentraciones entre 10-5 y 10-9 molar y ajustado a un pH de entre 4.5 y 6.5.

Description

"EL USO DE SALICILATOS PARA INCREMENTAR LA BIOPRODUCTIVIDAD EN PLANTAS" ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN A través del tiempo muchos de los investigadores en ciencias agrícolas a nivel mundial y de distintas instituciones, se han dedicado a estudiar y experimentar con sustancias y métodos diversos para incrementar la producción agrícola sin afectar el medio ambiente; la principal finalidad de estas investigaciones es satisfacer la necesidad de alimentar a un número de habitantes cada vez mayor en el mundo. Es así como se han desarrollado y utilizado estrategias, para lograr este fin, tan diversas como: la incorporación de nuevas áreas a la producción, el uso de fertilizantes, el uso de variedades mejoradas, el uso de pesticidas (herbicidas, fungicidas, etc.) y últimamente el uso de reguladores de crecimiento u hormonas vegetales. Las hormonas vegetales o reguladores de crecimiento es el tépnino genérico que se usa para toda una serie de compuestos de origen natural o sintético, que aplicados en pequeñas dosis a las plantas, éstas responden con efectos altamente significativos. Estos compuestos han resuelto a través del tiempo, y cada uno de ellos en su momento, diversos problemas que antiguamente no tenían solución. Existen procedimientos patentados para preparar composiciones para nutrir vegetales a base de productos naturales, como el que describe que el material insaponificable recuperado de fuentes naturales, especialmente vegetales, y particularmente de las ceras vegetales, como la cera de afecho de arroz, cera carnuda, cera de caña de azúcar y también se ha usado cera de insectos, como la cera de abejas que es muy eficaz como nutriente vegetal ya que es beneficioso para aumentar el rendimiento de una gran gama de cultivos comerciales, particularmente cereales tales como arroz, trigo y maíz, y oleaginosas tales como el girasol. (Patente Número Mx. C.I. 7098 19 Junio 1987). Hoy día, existe un sinnúmero de reguladores de crecimiento tanto naturales como sintéticos que favorecen a los procesos fisiológicos del desarrollo vegetal, así como métodos para obtenerlos y aplicarlos; entre ellos se encuentra el método y compuesto para promover y controlar el crecimiento de plantas patentado con el número US 96 35 A 5549729 el 27 Agosto de 1996, que consiste en comprimir azúcar o mezclas de azúcares, un macronutriente que provee nitrógeno, fósforo, potasio y calcio, un micronutriente que provee zinc, hierro y manganeso la composición puede prepararse como una solución acuosa y es útil para incrementar el crecimiento de las plantas y/o para la producción de maíz. Existe también un método para estimular el crecimiento de las plantas utilizando GABA (ácido gama aminobutírico); es un proceso para incrementar el crecimiento y productividad de las plantas que comprende el tratamiento de las raíces, tallos y/o follaje de la planta con ácido gama aminobutírico (Patente número US 95 32B 5439873 08 Agosto de 1995). En general, en esta área de la ciencia, se reconocen algunos procesos fisiológicos del desarrollo vegetal que son favorecidos por la actividad de los reguladores de crecimiento como por ejemplo: germinación de semillas, brotación de tubérculos, ruptura de letargo, crecimiento de raíz, activación del crecimiento vegetativo, inhibición del crecimiento vegetativo, floración, preservación de floración, prevención de caída prematura de frutos, etc. Así mismo, existe un gran número de reguladores de crecimiento que se han comercializado para fines específicos como por ejemplo: Etileno, Fruitone, Hidrazida maleica, Etefon, Mefluidide, etc. (Larqué-Saavedra, Agro-Síntesis, 68-69, 1979). La presente invención se relaciona con el incremento de la producción agrícola y particularmente con el uso de salicilatos como el ácido salicílico, ácido acetilsalicilico, fenilacetilsalicilato, saligenina y salicina para incrementar la bioproductividad en plantas. La presencia de salicilatos como al ácido salicílico en plantas es conocida por algunos investigadores de este campo, y ha sido mencionada también, su aplicación en publicaciones en la literatura científica que reportan sus efectos en las plantas como se menciona en los párrafos siguientes. En 1969, Basu (Curr. Sci. 38:533-539) reportó que el ácido salicílico estimuló el enraizamiento de explantes de frijol, infopnación que fue ratificada por Roy y colaboradores (Phyton 30: 147-151, 1972) y por Kling y Meyers (HortScience 18:352-354, 1983). Este mismo compuesto ha sido señalado como responsable de la floración cuando se aplica a Lemna (Khurana, Plant Sci. Letters 12: 127-131, 1978; Watanabe, Plant ? Cell Physiol. 20:847-850, 1979), o bien que inhibe el mismo proceso en Pharbiíis (Groenewald ? Visser, Z. Pflanzenphysiol. 71 :67-70, 1974). De igual forma, otros reportes informan que aplicaciones de salicilatos a plantas: - Favorecen el cierre de los estomas (Larqué-Saavedra, Z. Pflanzenphysiol. 93(4):371-375, 1979); - Reducen transpiración (Larqué-Saavedra, Physiol. Plant. 43: 126-128, 1978); - Estimulan la floración en naranjo (Almaguer ei al. Proc. Plant G. Reg. Soc. of America, 1995); - Incrementan el número de vainas y flores en frijol (Larqué-Saavedra ? Lang, Proc. Plant G. Reg. Soc. America, 1988); - Inhibe la brotación de yemas de papa en cultivos "in vitro" (López et ai, Fitociencia 1(4): 145-159, 1990); - Favorecen el movimiento de hojas de Cassia, (Saeedi et ai, Plant Physiol. 76:851-853, 1984); - Inhibe la síntesis de etileno, el transporte de iones, la germinación de semillas, la abscisión de hojas, incrementa la actividad de la nitrato reductasa, reduce la presencia de antocianinas en maíz, (Raskin, Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 43: 1992); - Incrementa la acumulación de glucosinolatos en semillas de Brassica (Kiddle et ai, J. Exp. Bot. 45: 1343-1346, 1994). Con base en todos estos hallazgos respecto de los efectos del uso de salicilatos como el ácido salicílico en las plantas, se tuvo que realizar una investigación para llegar a determinar el cómo, el cuándo y cuánto aplicar salicilatos para obtener resultados satisfactorios y reproducibles para poder proponer su uso en forma masiva en vegetales.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1, el testigo es el cultivo de zanahoria que no se sometió a ningún tratamiento, el cultivo que tiene el letrero AS 10"5 M es el que fue tratado con ácido salicílico concentrado a 10"5 Molar. Figura 2, el testigo es el cultivo de rábano que no se sometió a ningún tratamiento, el cultivo que tiene el letrero AS 10"7 M es el que fue tratado con ácido salicílico concentrado a 10"7 Molar.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al uso de salicilatos como el ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, fenilacetilsalicilato, saligenina y salicina para incrementar la bioproductividad en plantas. En la presente invención se define como bioproductividad toda biomasa y metabolitos (azúcares, proteínas, alcaloides, toxinas, etc.) que forme la planta producto de su interacción genético-ambiental, es decir, todo desarrollo que pueda tener la planta dada su genética y el medio ambiente en que se desarrolla; por ejemplo el tamaño de los tubérculos, el peso de granos, la altura de la planta, el número de vainas, el número de granos, concentración de azúcares, concentración de nicotina, etc. El nuevo uso consiste en que los salicilatos como el ácido salicílico, el ácido acetilsalicílico, el fenilacetilsalicilato, la saligenina y la salicina cuando se aplican a plantas de acuerdo a la presente invención, incrementan significativamente la bioproductividad del cultivo reportándose que esto puede deberse a que se ha encontrado que estos compuestos estimulan el crecimiento.

El nuevo uso de salicilatos consiste en que los salicilatos como el ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, fenilacetilsalicilato, saligenina y salicina cuando se aplican a plantas por ejemplo que desarrollan tubérculos como las pertenecientes a las familias botánicas de Solanaceae (ejemplo: papa), Araceae (ejemplo: taro), Alliaceae (ejemplo: cebolla, ajo), Cruciferae (ejemplo: rábano, nabo comestible, nabo forrajero), Dioscoreaceae (ejemplo: ñame, barbasco), Zingiberaceae (ejemplo: jengibre), Euphorbiaceae (ejemplo: yuca, guacamote), Umbelliferae (ejemplo: zanahoria), Chenopodiaceae (ejemplo: remolacha), Gramineae (ejemplo: caña de azúcar), Leguminoseae (ejemplo: jicama)., incrementan significativamente el crecimiento de tubérculos, provengan éstos de raíces o tallos, de las plantas que los posean. En la presente invención se define como tubérculo la parte ensanchada y agrandada que proviene de raíz o tallo de las plantas, que sirve como órgano de almacenamiento y propágulo. De acuerdo a la presente invención, las soluciones, cuya preparación se describe más adelante, que contienen salicilatos como el ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, fenilacetilsalicilato, saligenina y salicina a concentraciones de entre 10"3 a 10"9 Molar y ajustadas a un pH de entre 4.5 a 6.5, cuando se aplican a plántulas por aspersión, inmersión, inyección, succión, imbibición, suministro por raíces o cualquier otro medio que permita la penetración del salicilato a la planta; son benéficos para estimular la bioproductividad de la planta debido a que los salicilatos actúan como estimulantes metabólicos en las plantas, sean éstas anuales o perennes.

Los efectos descritos en la literatura de la aplicación de salicilatos en plantas no había sido posible reproducirlos fácilmente, y es por ello que se requería de una forma que permitiera resultados reproducibles al utilizar salicilatos como el ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, fenilacetilsalicilato, la saligenina y salicina para poder explotar al máximo sus efectos. La invención que se presenta resuelve el problema del cómo, cuándo y cuánto usar salicilatos como el ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, fenilacetilsalicilato, saligenina y salicina en plantas en forma masiva para incrementar su rendimiento. La presente invención permite de una manera sencilla y económica utilizar los salicilatos como el ácido salicílico, ácido acetilsalicílico, fenilacetilsalicilato, saligenina y salicina en forma eficaz como reguladores de crecimiento para aumentar la bioproductividad. La invención por la facilidad que brinda en su elaboración, tiene un potencial de aplicación ilimitado que puede ser aplicado en cualquier parte del mundo, donde exista la necesidad de mejorar la agricultura sin necesidad de utilizar complicadas técnicas y costosos equipos. A través de la invención indicada en este documento cualquier persona en el campo técnico de la invención podrá aplicar los salicilatos a plantas, inclusive a aquellas que fopnen tubérculos ya que el porciento de incremento de plantas es cercano al 50%, cifra estadísticamente significativa. La preparación de los salicilatos como el ácido salicílico, el ácido acetilsalicílico, fenilacetilsalicilato, la saligenina y la salicina es en forma de una solución acuosa, en donde la concentración de cualquiera de los salicilatos anotados se encuentre entre 10~3 a 10*9 molar y se ajusten a un pH de entre 4.5 a 6.5. La solución acuosa se puede preparar disolviendo 0.41 g. de ácido salicílico en 30 ml. de agua; de esta solución madre se toma una alícuota para diluirla y obtener una solución con la concentración deseada; se ajusta el pH (4.5-6.5) con hidróxido de potasio utilizando un potenciómetro, opcionalmente se agregan dos gotas de tween 20 como surfactante. Es también posible preparar soluciones acuosas que contengan además de salicilatos como el ácido salicílico, el ácido acetilsalicílico, el fenilacetilsalicilato, saligenina o la salicina otros componentes como hormonas vegetales o reguladores de crecimiento, sales minerales, pesticidas y fertilizantes. La aplicación recomendada de la solución acuosa de salicilatos que acabamos de describir es de alrededor de 60 ml. de una a tres ocasiones en un período de diez días, por metro cuadrado de parcela sembrada con el cultivo a tratar. Los métodos de aplicación pueden ser por aspersión, inmersión, inyección, imbibición, succión, suministro por raíces o cualquier otro medio o método que permita la penetración del salicilato en la planta; puede existir la presencia de un surfactante cuando se asperja a plantas. De acuerdo a los resultados arrojados por la investigación realizada la aplicación de la solución conteniendo los salicilatos, como se ha descrito debe hacerse preferentemente en las horas de menor insolación como en las primeras horas de la mañana para obtener mejores resultados. La presente invención ofrece una forma económica para incrementar la bioproductividad de las plantas por no requerir de costosos materiales y equipos para su elaboración y aplicación; ofrece además, la ventaja de que optimiza los recursos locales de cualquier parte del mundo en donde se aplique porque su uso es factible para cualquier tipo de planta. Se describen los siguientes ejemplos para ilustrar adicionalmente la novedad y utilidad de la presente invención, pero no con la intención de limitar indebidamente a la misma.

Ejemplo 1: Se preparó la solución acuosa de ácido salícilico disolviendo 0.41 g. del ácido salicílico en 30 ml. de agua, de ahí se tomó una alícuota y se preparó una solución con una concentración final de ácido salicílico de 105 M, se ajustó a un pH de 5.5 con hidróxido de potasio y se agregaron dos gotas de tween 20. Se asperjaron 60 ml. de esta solución por metro cuadrado de un cultivo de zanahoria (Daucus carota L., familia Umbelliferae) previamente preparado, en estado de plántula (tres semanas después de siembra) por aspersión en una sola ocasión y por la mañana. Después de siete semanas se obtuvieron los resultados anotados en la tabla 1 respecto al crecimiento del tubérculo: Tabla 1. Respuesta del cultivo de zanahoria a la aplicación de ácido salicílico a una concentración de 10"5 molar. (Valores Promedio).

Como se puede apreciar el incremento en el cultivo sometido al tratamiento con los salicilatos tal y como lo he descrito en este documento, es del 77% en longitud del tubérculo, de 124% y de 102% en peso fresco y seco de tubérculo respectivamente, comparado con el cultivo que no se sometió al tratamiento.

Ejemplo 2: La preparación de la solución acuosa de salicilatos se hizo con 0.41 g. de ácido salicílico en 30 ml. de agua para constituir la solución madre, de ahí se tomó una alicuota para diluirse y preparar una solución con una concentración de 10" molar; se ajustó a un pH de 5.5 con hidróxido de potasio.

Se aplicaron 60 ml. de la solución por metro cuadrado a un cultivo de soya previamente preparado. La aplicación que se describe se hizo al cultivo de soya 70 días después de la siembra por aspersión en una sola ocasión a las 7 a.m. Se obtuvieron los resultados anotados en la tabla 2 a los 120 días, fecha en que se cosechó el experimento.

Tabla 2. Respuesta agronómica de la soya a la aplicación de ácido salicílico a una concentración de 10'8 molar. (Valores promedio).

Como se puede observar el incremento en tamaño de la raíz del cultivo sometido al tratamiento fue del 166.6%, comparado con el que no recibió el tratamiento, también se encontró un incremento en la altura de la planta de 26.9%, un incremento en el número de vainas normales y granos por planta de 42.6% y 95.6% respectivamente, así mismo el peso de los granos se incrementó en 42.7% y el porcentaje de aceite en 15.2%. De aquí se deriva la importancia de la aplicación de esta invención por la repercución comercial que implica. Ejemplo 3: Se preparó el ácido salicílico en solución acuosa tal y como se describe en el ejemplo 1, pero se utilizó una concentración de 10"7 molar del compuesto, se ajustó a un pH de 5.5 con hidróxido de potasio y se asperjaron 60 ml. de la solución por metro cuadrado a un cultivo de rábano (Raphanus salivus L., familia Cruciferae), en estado de plántula, (cinco semanas después de la siembra), la aspersión se hizo por la tarde. Después de cuatro semanas se obtuvieron los resultados que se anotan en la tabla 3 respecto al crecimiento del tubérculo: Tabla 3. Respuesta del cultivo de rábano a la aplicación de ácido salicílico a una concentración de 10"7 molar. (Valores Promedio).

En el caso del rábano el incremento en tamaño del tubérculo es de 99% en longitud, de 202 % en peso fresco y de 64% en peso seco al aplicar el tratamiento de salicilatos comparado con un cultivo que no fue sometido al tratamiento.

Ejemplo 4: El ácido salicílico se preparó en solución acuosa a partir de una solución madre hecha con 0.41 g. de ácido salicílico disueltos en 30 ml. de agua; de esta se tomó una alícuota y se diluyó hasta tener una solución con una concentración de 10"8 molar; se ajustó a un pH de 5.5 con hidróxido de potasio, se asperjaron 60 ml. de la solución en una ocasión por metro cuadrado a un cultivo de algodón a los 85 días después de la siembra. A los 170 días, época en que se cosechó el experimento y se obtuvieron los siguientes resultados, que se anotan en la tabla 4. Al observar los datos de la tabla 4 se aprecia que el cultivo de algodón tratado con ácido salicílico tuvo un incremento de 113.1% en longitud de la raíz, en comparación con el control, el incremento en altura de la planta tratada fue de 20.4%, el número de bellotas y el porcentaje de aceite se incrementaron en 40% y 9.6% respectivamente, así mismo se obtuvo un 10.5% de incremento en rendimiento en hueso.

Tabla 4. Respuesta agronómica del algodonero a la aplicación de ácido salicílico a una concentración de 10"8 molar. (Valores promedio).

Estos datos muestran la importancia económica que tiene la aplicación de la invención. Hecha la descripción de la invención, la que considero es una novedad, reclamo de mi propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (9)

1. RE1VINDICACIONES.
2. Uso de salicilatos para aumentar la bioproductividad de plantas.
3. El uso de salicilatos según reivindicación 1, caracterizado porque los salicilatos seleccionados son el ácido salicílico o ácido acetilsalicílico o fenilacetilsalicilato o saligenina o la salicina.
4. El uso de salicilatos según reivindicación 2, caracterizado porque la concentración de salicilato se encuentra entre l O"3 y 10"9 molar y ajustado a un pH de entre 4.5 y 6.
5. 5. El uso de salicilatos según reivindicación 3, caracterizado porque sirve para estimular el incremento de tamaño de los tubérculos de las plantas que los desarrollan. El uso de salicilatos según reivindicación 4, caracterizado porque las plantas que desarrollan tubérculos se seleccionan del grupo de las siguientes familias botánicas: Solanaceae, Araceae, Alliaceae,
6. Cruciferae, Dioscoreaceae, Zingiberaceae, Euphorbiaceae, Umbelliferae, Chenopodiaceae, Gramineae, Leguminoseae. El uso de salicilatos según reivindicación 3, caracterizado porque tiene efecto cuando se aplica en plantas para la alimentación del hombre o animales, en sistemas silvícolas y forestales, en plantas de ornato, así como en plantas productoras de alcaloides o fármacos; sean anuales o perennes.
7. 7. El uso de salicilatos según reivindicación 3 cuando se aplique a cualquier planta productora de metabolitos.
8. 8. El uso de salicilatos según reivindicación 3, caracterizado por su aplicación a plantas por aspersión al follaje, por inmersión, por inyección, por imbibición, por succión, suministro por raíces o por cualquier otro medio o método que permita la penetración de los salicilatos en la planta.
9. 9. El uso de salicilatos según reivindicación 3, caracterizado por su aplicación conjunta con otros componentes como hormonas vegetales, sales minerales, pesticidas, fertilizantes y surfactantes.