WO1999000016A1 - El uso de salicilatos para incrementar la bioproductividad en plantas - Google Patents

El uso de salicilatos para incrementar la bioproductividad en plantas Download PDF

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Abstract

El incremento de la producción agrícola optimizando los recursos existentes, es un aspecto que ocupa enormemente a los investigadores en ciencias agrícolas por la necesidad de encontrar productos y procesos adecuados para lograr ese fin. La presente invención se refiere al uso de salicilatos como el ácido salicílico, el ácido acetilsalicílico, el fenilacetilsalicilato, la saligenina y la salicina para incrementar la bioproductividad de las plantas, utilizándolos en concentraciones adecuadas. El uso y preparación de salicilatos de esta invención es sencillo por lo tanto útil para cualquier productor agrícola, ya que no aplica complicadas técnicas de elaboración ni utiliza costosos equipos. Este uso de salicilatos puede emplearse en todo tipo de plantas, como aquellas que sirven para la alimentación del hombre o animales, en sistemas silvícolas y forestales y en plantas de ornato por ejemplo.

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 término 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 35A 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, información 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 ξ Cell Physiol. 20:847-850, 1979), o bien que inhibe el mismo proceso en

Pharbitis (Groenewald ξ 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 et al. Proc. Plant G. Reg. Soc.

of America, 1995);

- Incrementan el número de vainas y flores en frijol (Larqué-Saavedra ξ

Lang, Proc. Plant G. Reg. Soc. America, 1988);

- Inhibe la brotación de yemas de papa en cultivos "in vitro" (López et al,

Fitociencia 1(4): 145-159, 1990);

- Favorecen el movimiento de hojas de Cassia, (Saeedi et al., 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 al, 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.

DESCRIPCIÓN 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 formen 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" 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 mi. 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 mi. 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 mi. de agua, de ahí se tomó una alícuota y se preparó una solución con una concentración final de ácido salicílico de 10~5 M, se ajustó a un pH de 5.5

con hidróxido de potasio y se agregaron dos gotas de tween 20. Se asperjaron 60 mi.

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).

Figure imgf000012_0001

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 mi. de agua para constituir la solución madre, de ahí se tomó una alícuota para diluirse y preparar una solución con una concentración de TO-8

molar; se ajustó a un pH de 5.5 con hidróxido de potasio. Se aplicaron 60 mi. 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).

Figure imgf000013_0001

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"^ molar del compuesto, se ajustó

a un pH de 5.5 con hidróxido de potasio y se asperjaron 60 mi. de la solución por

metro cuadrado a un cultivo de rábano {Raphanus sativus 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" molar. (Valores Promedio).

Figure imgf000014_0001
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 mi. 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 mi. 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%o respectivamente, así mismo se obtuvo un 10.5% de incremento en rendimiento

en hueso.

La tabla 4 aparece en la hoja siguiente. Tabla 4. Respuesta agronómica del algodonero a la aplicación de ácido salicílico a

una concentración de 10-8 molar. (Valores promedio).

Tratamiento Longitud Altura Número de Rendimiento %

de raíz de Bellotas en hueso de

la planta por planta Aceite

(cm) (cm) (Kg/ha)

Control 17.5 102.5 15 5,622.1 16.5

Acido

Salicílico a

10"8 Molar. 37.3 123.5 21 6,217.3 18.1

Porciento de

Incremento 113.1% 20.4% 40% 10.5% 9.6%

Estos datos muestran la importancia económica que tiene la aplicación de la

invención.

Claims

REIVINDICACIONES.Hecha la descripción de la invención, la que considero es una novedad,reclamo de mi propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Uso de salicilatos para aumentar la bioproductividad de plantas.
2. 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.
3. El uso de salicilatos según reivindicación 2, caracterizado porque la
concentración de salicilato se encuentra entre 10"3 y 10"9 molar y ajustado a un pH
de entre 4.5 y 6.5.
4. 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.
5. 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, Cruciferae, Dioscoreaceae,
Zingiberaceae, Euphorbiaceae, Umbelliferae, Chenopodiaceae, Gramineae,
Leguminoseae.
6. 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. El uso de salicilatos según reivindicación 3 cuando se aplique a cualquier
planta productora de metabolitos.
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. El uso de salicilatos según reivindicación 3, caracterizado por su
aplicación conjunta con otros componentes como hormonas vegetales, sales
minerales, pesticidas, fertilizantes y surfactantes.
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