Aminoácidos para la Bioestimulación de Cultivos Hortofrutícolas


Introducción

Los aminoácidos son moléculas componentes de péptidos y proteínas de gran importancia producidos por las plantas. Los aminoácidos son sintetizados de manera normal cumpliendo diversas funciones en la planta; entre las funciones que desarrollan están la mejora en la absorción de nitrógeno, el efecto quelatante de algunos aminoácidos como L-prolina y la actividad antioxidante de la L-glicina betaína y la prolina. Actualmente su uso en la bioestimulación de los cultivos está dirigido principalmente a la mitigación del estrés biótico y abiótico. Los aminoácidos exógenos son herramientas seguras, libres de genotoxicidad, ecotoxicidad o fitotoxicidad, razón por la cual recientemente han sido estudiados por sus beneficios directos e indirectos en las plantas. Su uso ha crecido en los últimos años, ya que son compuestos aptos para los cultivos hortofrutícolas que requieran mejoras en el manejo de la nutrición, fisiología y estrés vegetal.

Características de los aminoácidos

Los aminoácidos son las sustancias más difíciles de producir por la planta e intervienen en muchos procesos, principalmente en la recuperación de vegetales que han estado sometidos bajo algún tipo de estrés, ya que cuando una planta está bajo estrés evita producir estas sustancias que consumen mucha energía y las concentra en los puntos que necesita vía floema. A continuación las características más importantes de estos compuestos.

Aminoácidos

Figura 1. Los aminoácidos son bioestimulantes comúnmente usados para la compensación de estrés en las plantas (biótico o abiótico).

Fuente: Intagri.

Estructura. Las cualidades de estos compuestos dependen en gran medida de su arreglo estructural. La posición del grupo amino y carboxilo provoca que haya dos tipos de aminoácidos llamadas levógiros (L) y dextrógiros (D), de los cuales solo los L-aminoácidos tienen acción benéfica en las plantas.

Libertad. Se consideran aminoácidos no libres cuando entre éstos hay enlaces peptídicos que los unen, pero cuando son libres se encuentran de manera individual y son fácilmente aprovechados por las plantas de manera rápida, pues de lo contrario se requiere por medio de procesos metabólicos, romper enlaces y disponer de cada aminoácido en el orden que lo requiera la planta.

Polaridad. Los aminoácidos pueden comportarse como ácidos, bases o neutros. Sus configuraciones y composiciones diversas les atribuyen propiedades variadas, entre ellas el pH.

  • No polares: poseen grupos alifáticos o aromáticos, son insolubles en agua. Por ejemplo: glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, metionina, fenilalanina, prolina y triptófano.
  • Polares neutros: tienen grupos hidroxilos, son fácilmente solubles en agua. Por ejemplo: serina, treonina, tirosina, asparagina, glutamina y cisteína.
  • Polares básicos: poseen grupos amino con carga positiva por lo que actúan como bases. Por ejemplo: lisina, arginina e histidina.
  • Polares ácidos: poseen grupos carboxilo con carga negativa. Por ejemplo: ácido aspártico y ácido glutámico.

Usos de los aminoácidos como bioestimulantes en plantas

En cuanto al contenido de aminoácidos libres en los productos comercializados en el mercado hay tres importantes métodos de obtención, los cuales difieren en el contenido final de L-aminoácidos libres; estos métodos son: hidrolisis ácida, alcalina y enzimática. Cada una provee un nivel bajo (menor a 30 %), medio (30 – 50 %) o alto (mayor a 90 %) de L-aminoácidos libres, respectivamente. Los objetivos del uso de los aminoácidos en la bioestimulación de los cultivos dependen de la composición, fuente y modo de extracción de estos compuestos. Los productos comerciales a base de aminoácidos se pueden utilizar en:

Estrés vegetal. Es el uso actual más difundido de los aminoácidos, ya sea para mitigar los efectos de las altas o las bajas temperaturas.

  • Altas temperaturas: la L-prolina promueve la retención de mayor cantidad de agua en el citoplasma de las células vegetales. El ácido glutámico refuerza la permeabilidad de la membrana citoplasmática ante el estrés hídrico. La L-serina actúa sobre las acuaporinas (proteínas especializadas) que regulan la entrada de agua en la planta a nivel celular aún cuando existan limitaciones para hacerlo, mientras que la L-valina mantiene la integridad de la membrana celular.
  • Bajas temperaturas: una de las respuestas de la planta es acumular aminoácidos hacia los puntos débiles, razón por la cual se trasladan los aminoácidos libres por el floema para que se acumulen en donde la planta los requiere. El principal aminoácido es la L-prolina, cuya función es ayudar a reducir el daño por congelación.
Bioestimulación de cultivos

Figura 2. El M. Sc. Mario Pozo Cárdenas será ponente del Congreso Internacional en Bioestimulación de Cultivos a realizarse el 07 y 08 de Junio de 2018.

Fuente: Intagri.

Fotosíntesis: la L-glicina, L-alanina, L-ácido glutámico y L-arginina mejoran la producción de clorofila, lo cual promueve el proceso de fotosíntesis y genera mayores foto-asimilados, también aumentan la cantidad de clorofila en las hojas y por consecuencia la eficiencia en la luz aprovechada.

Salinidad: La L-prolina actúa reteniendo agua ante una alta concentración de sales en la célula, además ayuda a la absorción de agua incrementando la presión negativa del xilema aún en suelos salinos. Otro aminoácido que mantiene el potencial osmótico de la célula es la glicina-betaína.

Absorción de nutrientes: se ha comprobado que los aminoácidos mejoran la absorción de agua y nutrientes debido a que tienen una acción de acomplejamiento con nutrientes; los aminoácidos con este efecto son acido L-glutámico, L-glicina y acido L-aspártico. Específicamente el ácido glutámico es el primer aminoácido formado después de la absorción de nitrógeno, y mejora el metabolismo del nitrógeno por medio de la enzima glutamina sintetasa.

Crecimiento radical: la L-metionina estimula la microbiota benéfica del suelo que a su vez estimula el proceso de producción de raíces, mientras que L-arginina promueve el crecimiento. Estos aminoácidos en conjunto tienen efecto positivo sobre la renovación de raíces.

Polinización: los aminoácidos L-lisina, L-metionina y L-ácido glutámico ayudan al crecimiento del polen. Lo anterior se logra al aumentar el potencial de germinación y la elongación del tubo polínico, lo cual aumenta a su vez el cuajado de frutos (Figura 2). La prolina favorece la polinización bajo condiciones adversas de temperaturas.

Reservorios de nutrientes: los aminoácidos pueden actuar como reservas de nutrientes; en árboles frutales tal es el caso de L-arginina con nitrógeno. El ácido L-glutámico también es una reserva de nitrógeno pero además puede transformarse en otros aminoácidos por medio de la enzima transaminasa, razón por la cual se considera un aminoácido multifuncional que por diferentes rutas cubre las necesidades de la planta.

Precursores hormonales: son aminoácidos que favorecen la síntesis de hormonas vegetales en la planta. Por ejemplo, el L-triptófano es precursor de auxinas, la L-arginina de citoquininas y la L-metionina de etileno, entre otros.

Conclusión

Las aplicaciones de productos con aminoácidos se realizan cuando las plantas están bajo un estrés por cualquier factor biótico o abiótico (daños mecánicos, enfermedades, temperaturas altas, temperaturas bajas, etc.) con la finalidad evitar una reducción en el rendimiento. Al momento de seleccionar un bioestimulante a base de aminoácidos se debe tomar en cuenta cual es el objetivo de la aplicación, la concentración de aminoácidos L-alfa-libres, el tipo de aminoácidos con que cuenta y las cantidades específicas de éstos.

Estrés vegetal

Figura 3. Asegurar un cuajado de frutos en especies frutales garantiza un aumento directo del rendimiento.

Fuente: Intagri.

Cita correcta de este artículo

INTAGRI. 2018. Aminoácidos para la Bioestimulación de Cultivos Hortofrutícolas. Serie Nutrición Vegetal. Núm. 111. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p.

Literatura consultada

  • Pozo, M. 2017. Aminoácidos. Curso Internacional en Bioestimulación de Cultivos. Intagri. México.
  • INTAGRI. 2018. El Ácido Glutámico en la Bioestimulación de los Cultivos. Serie Nutrición Vegetal. Núm. 108. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 5 p.
  • Du Jardin, P. 2015. Plant Biostimulants: Definition, Concept, Main Categories and Regulation. Rev. Scientia Horticulturae, 196: 3-14.

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