USO DE COMPOSICIONES QUE CONTIENEN MENADIONA Y/O ALGUNO(S) DE SUS DERIVADOS PARA BIOESTIMULAR LOS MECANISMOS NATURALES DE DEFENSA DE LAS PLANTAS, A FIN DE CONTRARRESTAR ENTRE OTROS LOS DAÑOS PRODUCIDOS POR PESTICIDAS Y HERBICIDAS
CAMPO DE LA TÉCNICA
Esta invención está relacionada con los temas generales, por una parte, de la bioestimulación de los mecanismos naturales de defensa de las plantas y, por otra, con el daño químico ocasionado a las mismas por las repetidas y muchas veces pesadas aplicaciones de pesticidas y herbicidas. En particular, esta invención está relacionada con el uso de composiciones que cuando son aplicadas a las plantas bioestimulan sus mecanismos naturales de defensa, lo que contrarresta en parte los daños químicos ocasionados en los cultivos por los pesticidas y herbicidas, que implican disminuciones en los rendimientos de las cosechas.
INTRODUCCIÓN
Las pérdidas causadas en los cultivos, por una parte, por los ataques de patógenos y plagas y, por otra, por la disminución de los rendimientos de dichos cultivos como consecuencia del daño químico originado a las plantas por las reiteradas aplicaciones de pesticidas y herbicidas, son de una gran importancia. Las pérdidas económicas producidas cada año por la reducción de los rendimientos de las cosechas por el uso, en muchos casos desordenado, de pesticidas y herbicidas, se cifran en miles de millones de dólares a nivel mundial.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Después de la Segunda Guerra Mundial, la agricultura experimentó un gran adelanto que ha estado basado fundamentalmente en la lucha para la protección de las plantas frente a los ataques causados por patógenos y plagas, por medio del uso masivo de pesticidas, así como por la utilización de herbicidas para el control de las malas hierbas. Como consecuencia, gran parte de las explotaciones agrarias actuales están condicionadas
por los efectos de los pesticidas que, si por una parte, protegen a las plantas de patógenos y plagas, por otra ocasionan daños químicos a las mismas, además de afectar negativamente, junto con los herbicidas, a los microorganismos del suelo y por tanto a la fertilidad del mismo. El peligro que para el suelo, medio ambiente, plantas, animales y personas, implica el uso masivo de pesticidas y herbicidas, ha llevado a los investigadores a plantearse otras estrategias de protección de los cultivos. Una de las posibles estrategias es el uso de composiciones que activen los mecanismos naturales de defensa de las plantas frente a los ataques de patógenos y plagas, sin que la utilización de tales composiciones implique efectos nocivos sobre el suelo, el medio ambiente, las propias plantas, animales o personas. En este sentido, hemos venido investigando desde hace 25 años, sobre el efecto que los reguladores del crecimiento de las plantas podrían producir en el reforzamiento de los mecanismos naturales de defensa de las plantas y, como consecuencia, en la inducción de resistencia a patógenos y plagas de las plantas tratadas con dichos reguladores. En estas investigaciones hemos observado como un determinado tipo de reguladores del crecimiento de las plantas, los derivados hidrosolubles de la Vitamina K, eran capaces de estimular los mecanismos naturales de defensa de las plantas tratadas y consecuentemente de inducir resistencia frente a los ataques de patógenos y plagas. ["Compositions for inducing resistance to tracheomycosis in plants". Patente: WO 95/03702, publicada: 09.02.95]; ["Uso de composiciones que contienen menadiona, para bioestimular el metabolismo de plantas a fin de inducir su resistencia a patógenos y plagas". Patente: 95ES-9500522, publicada: 16.04.99]
La bibliografía sobre los reguladores del crecimiento de las plantas basados en la Vitamina K y sus derivados solubles en agua es muy reducida, apareciendo la primera referencia como Patente, en 1985 ["Plant growth regulator — contg. menadione bisulphite - ~ giving cold resístanse to rice, vegetables, flowers and fruti trees". 83JP-179430, publicada: 24.04.85.], y seguida cronológicamente por las siguientes Patentes:
["Citrus fruit quality improving agent — contains water - soluble Vitamin K deriv. As active component " 85JP - 055993 , publicada : 25.09.86]; ["Plant growth regulator promoting increase in harvest yield — contains water - soluble Vitamin K other than menadione bisulphite adduct ". 85 JP - 054297, 25.09.86]
["Agent for promoting maturity crops — contains water - soluble Vitamin-K deriv. e.g. menadiol dinicotinate". 86JP - 028878, publicada: 20.08.87];
["Additive for rice seedlings cultivating mat — contains water sol. Vitamin-K deriv. as active component ". 86JP - 030770, publicada: 20.08.87]; ["Fatigue of strawberry root preventing agent — contains water soluble Vitamin-K deriv. as active component ". 86JP - 032021, publicada: 22.08.87];
["Plant growth accelerator compsn. — based on Vitamin-K, contg. menadione and menadiol cpds. With aromatic amine salts and a carrier". 85ES - 542475, publicada: 16.06.88]; ["Plant growth regulation ". 76US - 4764201, publicada: 16.08.88];
["Seed treatment compsn. contg.water - sol. Vitamin-K deriv. Of álcali metal, alkaline earth metal, etc.". 89JP - 040255, publicada: 04.09.90];
["Plant growth regulator for increase yield and quality — Vitamin-K3 and choline salt as active components". 89JP - 155629, publicada: 01.02.91]; ["Plant growth promotion — with menadione bisulphite adducts of vitamin (s) or aminoacid ( s)". 90IT - 020777, publicada: 15.01.92];
["Growth activator contg. Vitamin-K derives. — for agricultural or horticultural crop plant alleviating of chemical injury caused herbicide". 90JP - 153870, publicada:
16.01.92]. Hasta la publicación (16.04.99) de nuestra Patente: 95ES-9500522, antes señalada, no aparecen en la bibliografía referencias que relacionaran este tipo específico de reguladores del crecimiento de las plantas, la Vitamina-K y sus derivados hidrosolubles, con la inducción de resistencia a patógenos y plagas en las plantas tratadas con dicho tipo de reguladores. Hemos seguido investigando, especialmente, en el cultivo de platanera (banana) y observamos como un derivado hidrosoluble de la Vitamina K3, la menadiona sodio bisulfito ó MSB, estimulaba el adelanto de la floración de las plantas tratadas, frente a las no-tratadas. Consecuencia de estas investigaciones fue la publicación de las dos
Patentes siguientes: ["Uso de composiciones que contienen menadiona, para bioestimular el metabolismo de las plantas a fin de adelantar la floración en los cultivos de plátanos". 95ES - 9500523, publicada: 01.10.98]; ["Utilization of compositions which contain menadione
for the biostimulation of plant metabolism in order to induce their resistance to pathogens and pests and /or accel érate their blooming". WO 96 128026].
Es un hecho conocido que los tratamientos continuados de los cultivos con pesticidas y herbicidas, especialmente si son desordenados, implican en muchos casos una disminución del rendimiento de las cosechas como consecuencia del daño químico que estos compuestos químicos tóxicos ejercen sobre las plantas.
Hemos demostrado que las plantas tratadas con derivados hidrosolubles de la Vitamina K3, especialmente con el MSB, no solamente inducen resistencia a patógenos y plagas [Patentes: WO 95 / 03702; 95ES - 9500522; WO 96 / 28026], sino que además contrarrestan los efectos perjudiciales sobre los cultivos ocasionados por estreses abióticos en concreto por pesticidas y herbicidas. Sorprendentemente, los tratamientos continuados con MSB lograron aumentar el rendimiento de la cosecha en cultivos de platanera cuando fueron comparados con cultivos de platanera en la misma zona, no tratados con MSB. Tanto los cultivos MSB - tratados, como los no - tratados, recibieron los mismos tratamientos de pesticidas y herbicidas en dosis y frecuencia de aplicación.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Esta invención está relacionada con el uso de composiciones que contienen menadiona y/o alguno (s) de sus derivados hidrosolubles que cuando son aplicadas a las plantas bioestimulan sus mecanismos naturales de defensa, contrarrestando en parte los daños químicos ocasionados por pesticidas y herbicidas.
Esta invención describe el uso de una clase de compuestos que son sistémicos, biodegradables, no pesticidas, no tóxicos e inocuos desde el punto de vista medioambiental, y que no son peligrosos para las plantas, los animales y las personas. Dichos compuestos que contrarrestan significativamente los efectos pequdiciales producidos por pesticidas y herbicidas en las plantas, incrementando los rendimientos de los cultivos, son:
La menadiona o Vitamina K3 (2 - metil - 1 , 4 - nañalendiona ó 2 - metil - 1 , 4 - nañoquinona) , Merk index = 5714 , C.A.R.N. = [ 58 -27 - 5 ] y sus derivados solubles en agua {preferentemente los diferentes compuestos de adición formados con bisulfito sódico
(menadiona sodio bisulfito ó MSB , MI. = 5716, C.A.R.N. = [ 130 - 37 - 0 ], o con
bisulfito potásico, o con bisulfito amónico, o con bisulfito magnésico}, y otros derivados de la Vitamina K3 de bajo nivel de solubilidad en agua {preferentemente menadiona nicotinamida bisulfito ó MNB, menadiona ácido p - aminobenzoico bisulfito menadiona histidina bisulfito, menadiona adenina bisulfito, menadiona ácido nicotínico bisulfito y menadiona triptofano bisulfito} .
Las composiciones para contrarrestar los efectos pequdiciales de pesticidas y herbicidas sobre las plantas bioestimulando los mecanismos naturales de defensa de las mismas, contienen:
Vitamina K3 y/o al menos uno de sus derivados solubles en agua [preferentemente el menadiona sodio bisulfito ó MSB] y / o al menos uno de sus derivados de bajo nivel de solubilidad en agua [preferentemente el menadiona nicotinamida bisulfito ó MNB].
La aplicación a la superficie de la planta de una de las composiciones anteriormente señaladas, conteniendo una cantidad efectiva de uno o más de los compuestos descritos, origina una respuesta protectora en aquella. La respuesta defensiva obtenida de esta forma es de naturaleza sistémica y, en consecuencia, el tratamiento de una parte de la planta desencadena la bioestimulación de loa mecanismos naturales de defensa a través de toda la planta.
La forma recomendada para aplicar las diferentes composiciones es la pulverización de la parte aérea de la planta, lo que no excluye, por ejemplo, inyección en el tallo, aplicación directa al suelo u otro medio de crecimiento de la planta, o indirectamente a través del agua de riego (o solución de cultivo), o por inmersión del sistema radicular o de la totalidad de la planta (o de semillas) en las composiciones.
La efectividad de los componentes activos de las composiciones, referida a
Vitamina K3, MSB y MNB puede esperarse a las siguientes concentraciones: Vitamina K3 entre 0.0001 y 200 p.p.m.; MSB entre 0.001 y 10000 p.m.m.; MNB entre 0.001 y
10000 p.p.m.; preferentemente Vitamina K3 entre 0.001 y 100 p.p.m., MSB entre 0.01 y
5000 p.p.m., MNB entre 0.01 y 5000 p.p.m.
La concentración de los componentes activos de las composiciones dependerá del tipo de planta, fase de desarrollo de la misma, así como de la frecuencia y forma de aplicación de las composiciones.
Asimismo, dichas composiciones se pueden mezclar con varios aditivos, por ejemplo: fertilizantes orgánicos e inorgánicos, insecticidas, nematocidas, fungicidas, bactericidas, herbicidas.
EJEMPLO
En Diciembre de 1998 se inició (Isla de Tenerife, Islas Canarias, España) una investigación en cultivos de platanera (banana), cuyo objetivo principal era demostrar en una experiencia a largo plazo en condiciones de campo, que el menadiona sodio bisulfito ó MSB (un derivado hidrosoluble de la Vitamina K3) era capaz de contrarrestar los daños químicos producidos en las plantas por la aplicación de pesticidas y herbicidas. La experimentación se fundamentó en que el MSB bioestimula los mecanismos naturales de defensa de las plantas, contrarrestando por este camino los daños químicos ocasionados en el cultivo por pesticidas y herbicidas.
La experiencia se realizó en dos parcelas de una misma explotación agraria, al aire libre. Cada una de las parcelas era de media hectárea (1000 plantas), ambas plantadas en la misma fecha con el cultivar Pequeña Enana (Dwarf Cavendish) del Subgrupo Cavendish .
Descripción de las parcelas:
Parcela-A.- Al principio de la experimentación esta parcela presentaba un 30% de incidencia de la enfermedad de la platanera conocida como Mal de Panamá. Desde el inicio de la experimentación se trató con MSB esta parcela por pulverización foliar (50 p.p.m. de MSB) cada 15 días, durante los primeros 6 meses. A partir de esa fecha, los tratamientos foliares se realizaron una vez por mes durante 1 año .Desde esta fecha hasta Mayo de 2001, los tratamientos se efectuaron cada 2 meses. Parcela-B.- Esta parcela no presentaba ninguna planta enferma del Mal de Panamá.
Nunca fue tratada con MSB.
Las dos parcelas recibieron a lo largo de la experimentación (2 años y medio) los mismos tratamientos con pesticidas y herbicidas, en dosis y frecuencia de aplicación. En Mayo - 2001, la Parcela-A no presentaba incidencia del Mal de Panamá. Los tratamientos con el MSB habían controlado la enfermedad. En Mayo-2001 fueron tomadas
al azar 20 plantas en cada una de las parcelas. Se midió la circunferencia del pseudotallo (falso tronco) a 1 metro de la superficie del suelo.
Circunferencia del pseudotallo (cm) Parcela-A (105, 102, 103, 101, 93, 97, 100, 105, 132, 120, 112, 109, 129, 124, 97, 123, 113, 110, 125, 110)
Parcela-B (100, 106, 109, 107, 103, 100, 110, 106, 103, 105, 99, 100, 94, 94, 103, 109, 102, 97, 96, 96)
Comparison of Means
95.0% confidence interval for mean of MSB - treated (Parcela -A): 110.5 + / - 5.38459 95.0% confidence interval for mean of MSB - untreated (Parcela-B): 102.45 + / - 2.28512 95.0% confidence interval for the difference between the means assuming equal variances: 8.05 + / - 5.6576
I t test to compare means
Nuil hypothesis: mean of MSB - treated (Parcela-A) = mean of MSB -untreated (Parcela-
B)
Alt. hypothesis: mean of MSB - treated (Parcela- A) NE mean of MSB-untreated (Parcela- B)
Assuming equal variances: t = 2.S8044 P- value= 0.0065
La media de la circunferencia del pseudotallo de la Parcela-A tratada con MSB (110.5 cm) es, desde el punto de vista estadístico, significativamente diferente de la media que presenta la Parcela-B (102.45 cm) no-tratada con MSB.
En primer lugar se constata que el MSB es un excelente activador de las defensas naturales de la planta, que ha logrado controlar el Mal de Panamá en la Parcela-A que presentaba una incidencia de la enfermedad del 30% al comenzar la experiencia.
En segundo lugar, se constata también que el MSB no solamente controló el Mal de
Panamá en la Parcela-A, sino que además contrarrestó, en la misma Parcela-A, los daños
químicos ocasionados a las plantas durante dos años y medio por los pesticidas y herbicidas, como queda demostrado por el aumento del grosor del pseudotallo de las plantas de esta parcela (aproximadamente un 8%) frente al grosor del pseudotallo de las plantas en la Parcela-B, no tratada con MSB. El grosor del pseudotallo (falso tronco) se asocia siempre al peso del racimo, por lo que los efectos positivos de los tratamientos de la platanera con MSB parece que contrarrestan, significativamente, los daños ocasionados por pesticidas y herbicidas.