J.C. Tello Marquina
M.A. Gómez Tenorio
Universidad de Almería
La agricultura ecológica, la producción integrada, la agricultura regenerativa, son expresiones actualmente muy comunes, que se recogen en las normativas legales españolas y de la Unión Europea. Todo ello traduce la voluntad, innegable, de reforzar los impactos positivos de las prácticas agrícolas sobre el medio ambiente, reduciendo los efectos negativos manteniendo la rentabilidad económica de las explotaciones. La toma de conciencia sobre las consecuencias negativas de una agricultura en la que la racionalidad estaba dirigida, solamente, a un objetivo de producción intensiva, puso en evidencia la necesidad de promover otras orientaciones tendentes a evaluar los insumos y considerar su utilización. Por citar algunos, los productos fitosanitarios y los abonos químicos. Atendiendo a la protección de los cultivos, estos nuevos enfoques pretender restringir al máximo los tratamientos fitosanitarios y sus efectos gracias a un mejor conocimiento de los umbrales de intervención, utilización de fauna auxiliar o de aplicar los modelos de previsión, entre otras medidas. Es, en este sentido en el cual se redacta esta información.
En este trabajo se resumen algunos aspectos de estimuladores de la resistencia natural de las plantas a sus patógenos. Se han seleccionado algunos de ellos que se han utilizado en distintas partes del mundo y en diferentes cultivos. La selección se ha tenido en cuenta los casos en los que se han experimentado en cultivos establecidos.
Precisiones terminológicas necesarias
Para comprender que es un estimulante de la defensa natural de las plantas (SDN) parece útil recordar, aunque sea brevemente, los tipos de resistencia activa de las plantas a los parásitos.
En una planta dotada de una resistencia genética (posee genes R) el reconocimiento del patógeno (con genes de avirulencia avr) es inmediato y los mecanismos se expresan cuando se ha producido la infección. En, contraposición, en una planta genéticamente sensible (ausencia de genes R) el reconocimiento del parásito es, a menudo, demasiado tardía para poder contrarrestar la progresión del invasor.
Todas las plantas poseen la maquinaria genética necesaria, para la expresión de lo que se ha dado en llamar su “sistema inmunitario”. Entiéndase, y por ello la necesidad del entrecomillado, que no es, a día de hoy, como el de los humanos. La reacción de defensa en las plantas no requiere, necesariamente, el reconocimiento específico de un agente patógeno o de las moléculas que éste secreta. Así, otros estímulos ambientales (frío, hielo, sequía, salinidad, ozono, etc) pueden inducir a la planta a defenderse, sugiriendo de esa manera la existencia de una resistencia generalizada a todos los tipos de estrés. La puesta en evidencia de esta extraordinaria plasticidad condujo a investigar como una sensibilización previa del sistema defensivo, utilizando inductores (“elicitores” es el término españolizado del verbo inglés “elicit” que se traduce como provocar o inducir) podrían proteger frente a la actuación de un agente patógeno.
Estos conocimientos generados en los últimos decenios, motivaron investigaciones para comprender los mecanismos que sustentan la resistencia, abriendo el camino para el desarrollo de productos susceptibles de actuar como inductores de la reacción de defensa. Aparece así la denominada resistencia no específica inducida. Las respuestas de las plantas se inscriben en una dualidad de acción, una es la resistencia local adquirida (RLA) y posteriormente la resistencia sistémica adquirida (RSA). La primera se manifiesta, generalmente, en los sitios de penetración potencial del agente patógeno, que parece impedir que este se extienda a los tejidos circundantes. La RSA no se limita a los tejidos próximos a sitios de infección, sino que se expresa en las partes no infectadas de la planta. Un nuevo mecanismo implicado en la resistencia a los virus denominado “RNA silencing”, ha sido descrito.
Entre los primeros inductores estudiados se encuentra la pared de la levadura (Saccharomyces cerevisiae) que permitieron un control eficaz (90%) del oidio del trigo cultivado al aire libre. Otro fue la laminaria, extraída de algas pardas y que tiene capacidad de proteger a la vid frente a Botrytis cinerea (podredumbre gris) y Plasmopora vitícola(mildiu).
Los estimuladores de la defensa natural (SDN). Aplicaciones agronómicas
Se han seleccionado aquellos productos más antiguos, algunos se comercializan desde hace más de 50 años. En ese tiempo se han añadido precisiones sobre su actividad. La definición de estos productos es: son moléculas capaces de imitar el efecto de un agente patógeno estimulando la estrategia defensiva de la planta en ausencia del parásito. Son moléculas potenciadoras las que sensibilizan a las plantas a responder más rápidamente y más eficazmente al ataque por un agente patógeno, fenómeno denominado como “priming”. Algunos microorganismos beneficiosos (hongos micorrícicos y rizobios) que favorecen el crecimiento y desarrollo de las plantas, actúan tanto como potenciadores o como fitoestimulantes.
Los SDN pueden tener un origen vegetal, animal o microbiano. Pueden ser extractos brutos, o, compuestos más o menos purificados de un producto original, o, el resultado de una fermentación de extractos brutos. Más excepcionalmente, pueden ser compuestos comercializados como fertilizantes a los que se atribuyen de manera más o menos explícita la propiedad de estimuladores de la defensa de las plantas. Así ocurre con productos usados en agricultura ecológica para los que se reclama un efecto inductor, sin haber sido reconocido oficialmente por agencias de reglamentación. Esta manera empírica carece de información sobre el modo de acción, efectos indeseables (fitotoxicidad, ecotoxicología, toxicidad para humanos) y falta de identificación de las moléculas activas en la formulación. Podemos incluir aquí cócteles de microorganismos, tisanas, preparados en polvo y tantos productos “milagrosos”.
Es importante no confundir estos estimulantes de la defensa natural de las plantas frente a patógenos con un producto fertilizante y con un bioestimulante, que están definidos en el Reglamento (UE) 2019/2009 y que entra en vigor a mitad de julio del presente 2022. Así, producto fertilizante, es una “sustancia, mezcla, microorganismo o cualquier otro material aplicado o que se destina a ser aplicado en los vegetales o en su rizosfera, en los hongos o en su micosfera, o destinado a constituir la rizosfera o la micosfera por sí mismo o mezclado con otros materiales con el fin de proporcionar nutrientes a los vegetales o a los hongos o de mejorar su eficiencia nutricional. Un bioestimulante es un “producto que estimula los procesos de nutrición de las plantas, independientemente del contenido del producto, con el único objetivo de mejorar una o varias de las siguientes características de la planta o su rizosfera: 1) eficacia en el uso de nutrientes, 2) tolerancia al estrés abiótico, 3) características de calidad y 4) disponibilidad de nutrientes inmovilizados en el suelo o la rizosfera. La Unión Europea autoriza algunos microorganismos en los productos fertilizantes: las bacterias Azospirilium, Azotobacter y Rhizobium y hongos micorrícicos, que como se ha indicado anteriormente, estos últimos son, también, estimuladores de la resistencia de las plantas a los patógenos.
Así, algunos abonos y fungicidas químicos se han descrito como estimuladores de la defensa natural de las plantas. Los fosfatos utilizados como abonos (fosfatos sódico y fosfato potásico) inducen una resistencia sistémica en algunas plantas; el fosfatos potásico dibásico induce resistencia en arroz al hongo Pyricularia oryzae. También se ha encontrado un efecto análogo en algunos fungicidas, como el Alliette (m.a. fosetil-Al), que se comercializó como un activador sistémico de reacciones de defensa de las plantas.
Algunos productos estimulantes de la defensa natural de las plantas de origen biológico, utilizados en diferentes partes del mundo desde hace años, son: Iodus 40®, formado a base de la laminaria (β-1-3 glucano) extraído del alga Laminaria digitata que, además, estimula el rendimiento productivo de los cereales. Elexa™, su principio activo es el quitosano (polímero lineal de N-glucosamina), con actividad fungicida y como bioestimulante de la germinación de semillas y el crecimiento del mijo. Messenger®, su materia activa es una harpina, proteína producida por algunas bacterias (Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae entre otras), induce resistencia frente a agresiones bióticas y abióticas y estimula el crecimiento y el rendimiento de las plantas. Stilfenia®, cuya materia activa es un extracto de Trigonella foenum–graecum con una actividad fungicida frente a oidio. Sil-Matrix™, su producto activo es el silicato de potasio, tiene actividad anti-oidio en trigo y estimula el crecimiento vegetal. El Oxycom™, cuya materia activa es una mezcla de formas activas de oxígeno, ácido salicílico y fertilizantes, que confiere resistencia inducida a la bacteria Pseudomonas syringae pv tabaci en tabaco y a nematodos. Probenazol (3-aliloxy-1,2-benzimidazol -1-1-dióxido), usado desde 1970, tiene actividad en el control de la piriculariosis del arroz y frente a la bacteriosis causada por Xanthomonas oryzae pv oryzae. BABA (ácido β aminobutírico) es capaz de inducir una resistencia generalziada en numerosas plantas a numerosos patógenos (virus, bacterias, hongos y nematodos). Se le atribuye protección a estrés abióticos como la sequía y la salinidad. Bion® (ácido benzo (1,2,3) thiadiazol-7-carboxílico) conocido también como BTH. Los ensayos realizados después de muchos años frente a virus, bacterias, hongos, insectos y nematodos han mostrado una gran variabilidad en su eficacia, de manera que se recomienda su uso asociado con otros fitosanitarios químicos o físicos.
BION ó BTH, Milsana, Iodus 40, Messenger, Stilfenia, Elexa se acompaña de la siguiente observación:
“Pese a los esfuerzos realizados estos productos fitosanitarios de origen biológico no ofrecen todavía la eficacia, la estabilidad y la persistencia requeridas para asegurar un control fiable de enfermedades. Los resultados obtenidos a partir de ensayos a gran escala demuestran claramente la insuficiencia de tales productos en la lucha contra ciertas enfermedades con carácter epidemiológico como el oidio. Así, ellos deben ser utilizados frecuentemente en alternancia con productos químicos de síntesis.
Dada la situación actual de los fungicidas químicos, donde numerosas deficiencias han sido detectadas a lo largo de su historia. Así, la resistencia creada por los patógenos a los fitosanitarios de síntesis, la contaminación de aguas y suelos y su persistencia, sus efectos tóxicos sobre la fauna silvestre, entre otras limitaciones. Las exigencias de las sociedades actuales sobre las garantías alimentarias frente a los residuos de los pesticidas y sus metabolitos, han ocasionado que la Unión Europea haya iniciado una estrategia (“de la granja a la mesa”) para reducir el uso de fitosanitarios químicos y su toxicidad hasta un 50% en el año 2030. Ante esta situación, la estimulación del “sistema inmunitario” de las plantas pueden representar una oferta con porvenir. Sin embargo, numerosos aspectos deben ser evaluados para los SDN. La determinación precisa de dosis óptimas de las materias activas. Determinación del momento de aplicación y número de intervenciones, que depende del estado fenológico de la planta. Duración de los efectos de la resistencia inducida. Del comportamiento epidemiológico del parásito.
La elaboración de la formulación comercial es una tarea compleja, por ejemplo coadyugantes como los reductores de la tensión superficial son requisitos necesarios para la comercialización.
Un aspecto fundamental y determinante para su comercialización es la toxicología del producto terminado para los seres humanos. La estimulación del “sistema inmunitiario” de las planta, provoca la activación de una serie de reacciones bioquímicas que conducen a síntesis de nuevas moléculas orgánicas como las proteínas PR y fitoalexinas, entre otras. Las proteínas PR son solubles, inducidas como respuesta a estreses abióticos poseen actividades diversas. Las más conocidas son hidrolasas, quitinasas, gluconasas capaces de lisar las paredes de los hongos. Varias revistas especializadas en alergias e inmunología clínica, han comunicado el efecto alergicida de proteínas de la defensa de los vegetales como quitinasas, proteínas thaumatine-like, proteínas de transferencia de lípidos (LTP) que son potentes alérgenos que se encuentran en el polen. Así, la International Union of Inmunologial Societies, recogía en el año 2009, que el 40% de 440 alérgenos vegetales caracterizados pertenecían a alguna familia de proteínas de defensa vegetal.
El proceso de homologación de productos fitosanitarios es, tan largo y complejo que pequeñas empresas no disponen de recursos financieros para hacer frente a los cosotos que requiere la homologación, registrando su producto en la categoría de biofertilizante.
Lo que conocemos y se ha resumido en este artículo, permite plantear la siguiente pregunta:
¿Qué lugar deberían ocupar estos estimulantes de las defensas naturales de las plantas en las estrategias convencionales de control de patógenos?. Podrían utilizarse como complemento del control químico cuando los patógenos hayan generado resistencia a los fungicidas. Su utilización como sinérgicos con los fungicidas convencionales posibilitaría una reducción de dosis en los químicos. Incluso, pueden recomendarse para aplicarlos en los periodos cuando los riesgos de enfermedad sean más débiles.