Uso efectivo de Biorreguladores de crecimiento

en la agricultura

M.C. Enrique Guzmán Téllez

Agroenzymas-México

Eventos regulables en las plantas

M.C. Enrique Guzmán Téllez

Agroenzymas-México

Eventos regulables en Hortalizas

1. Regulación, estimulación e inhibición del

crecimiento vegetativo

2. Brotación lateral de yemas

3. Regulación de la fructificación y apertura floral

4. Amarre de frutos

5. Madurez de los frutos

6. Manipulación de la senescencia en los frutos

7. Regulación del crecimiento radicular

Biorreguladores Hormonales

×

×

× Ingrediente igual o similar a

fitohormona, o distinto pero con

bioactividad reguladoras

Efectividad consistente

No riesgo fitotóxico

Inocuidad

COSTO - BENEFICIO

Hormonas para la agricultura

1-2 ingredientes

Formulación específica

Para eventos específicos

Dosis por concentración

2. REGULAR EVENTOS

FISIOLOGICOS

Biorreguladores

específicos

Efectos “tipo”

Giberelina (

)

Auxina

Citocinina

Etileno (±)

1. AUXILIAR EN EL

DESARROLLO GENERAL

Bioestimulantes

Formulación “coctel”

Mas de 2 ingredientes

Proveer pequeñas cantidades de

compuestos del crecimiento

- Desarrollo armónico de la planta

- Útil en etapas de alta demanda

(formación de órganos)

- Útil en condiciones de estrés

Dosis volumen ha-1

Que hay en el mercado?

Fitohormona Biorregulador

Auxina AIB, ANA,

Giberelina GA3, 4, 7

Citocininas BA, Zea, TDZ, CPPU

Etileno Ethephon

Abscisico ABA*

Brasinoesteroides Brasinolide*

Salicilatos Salicílico*

Químicamente igual o similar a

fitohormona

Aminoetoxi vinyl glycine inhibidor etileno

Paclobutrazol inhibidor AG

Uniconazole inhibidor AG

Cianamida compensador de HF

Prohexadiona Ca inhibidor AG

Daminozide inhibidor AG

Clormequat inhibidor AG

Metilciclopropeno inhibidor etileno

Trinexipac inhibidor AG

Químicamente distinto a

fitohormona

Biorreguladores comerciales

disponibles

Grupo “Octanaje Químico”

i.a. Bajo Mediano Alto

Auxinas AIA X

ANA X

AIB X

4-CPA XXX

Giberelinas AG3 X

AG 4, 7 X

Citocininas Zeatina X

Benciladenina X

Kinetina X

CPPU XXX

TDZ XXXXX

Inhibidores Cycocel XXX

Paclobutrazol XX

Prohexadione X

Trinexipac X

Bioactividad fisiológica de i.a. hormonales

Efectos objetivos específicos

1-2 hormonas por producto

Octanaje del i.a.

Uso en concentración = ml/L, g/L

“Sensibilidad” del evento

Cambio fisiológico

Características de los biorreguladores

Promover crecimiento y vigor vegetativo

Vigorizar estructura inflorescencia y flores

Estimular amarre de fruto

Estimular crecimiento de fruto

Estimular formación y crecimiento raíces

Biorreguladores en hortalizas

Necesidad?

IBA, ANA

Enraizamiento esquejes Germinación, Brotación

Acido giberelico

ANA, Prohexadione

< Caída precosecha Raleo frutos

ANA

Uso de biorreguladores en la agricultura

Multiplicación célular + Alargamiento célular

Auxinas

Giberelinas

Fruto “adulto”

¿Qué es el crecimiento?

1. Regulación de crecimiento en tejidos

Auxina (+ -)

Giberelina (+)

Citocinina (+)

Etileno (-)

Brasino (+)

1. Acido giberélico (alargamiento) 5 – 20 ppm

Respuesta normal Respuesta excesiva

recuperación brote largo-delgado

< número/calidad flores

clorosis follaje

2. Giberélico + Citocinina “octanaje” (división) =

crecimiento armónico + vigor

3. Bioestimulante “coctel”

Diagnosticar problema y resolverlo

Estrés climático

Manejo

Tipo planta

Patógenos

Estimulación de crecimiento en tejidos

Fuente: Tsegau y Hammes, 2006

8000 ppm 0

Mepiquat

• Inhiben síntesis giberelinas

• Vía foliar o suelo

• CCC>Paclobutrazol>Prohexadione

• Reversible con AG3

Papa

Inhibición del crecimiento vegetativo

• Inhibidor afecta “síntesis”

AG´s

• Inhibidor no afecta

sitio acción AG´s

mecanismo acción AG´s

• Riesgo de reactivación

exceso efecto por alta dosis

menos flores posteriores

Reactivación vegetativa de efecto

biorregulador inhibidor

Chile jalapeño

Rosas

Citocinina (+) Testigo

Trigo Diaz, 1998; Lopez, 2004; Hurtado, 2006

2. Regulación de brotación lateral de yemas

GA 4/7 + BA

Citocininas alto octanaje ± GA3 vs. AUX

Momento receptor al biorregulador

Estimulo brotación caducifolios

(TDZ, Cianamida)

Floración + -

(Ethephon, antietilenos) Epoca floración

(Giberélico)

Reducción floral

(giberélico)

3. Regulación de la fructibilidad y apertura

floral

Que es calidad de flor?

- Partes florales completas

- Estructuras funcionales

- Tamaño de estructuas

Que regula la calidad y tamaño?

- Reservas (CHO, N, ej. frutales)

- Hormonas: GA3 (-calidad, +tamaño),

Auxina, Citos (+calidad-tamaño)

- Nutrientes ….. N, Zn, B

- Condición hídrica

Porque es importante?

- Polinización-fecundación

- Tamaño ovario….ventaja “potencial”

4. Amarre de frutos - Calidad de flor

Fuente: Owen, 1990

Postfloral Madurez

Fruto

0 ……………………………………+ 60 días

Ovario

Prefloral

-20 ………………..

Crecimiento de frutos carnosos

Aplicación de Citos •Flor

•Planta

Aplicación de AG •Flor POSITIVO

•Planta NEGATIVO

Uva, mango, aguacate, café, cítricos, hortalizas,

zarzamora, trigo, arroz, sorgo, frijol

Citocininas “O”

Aplicación prefloral, 10 – 50 daf

Mayor desarrollo ovario (futuro fruto)

+

-

-

+

Granos

Amarre de frutos - Calidad de flor

Calidad flor / Condición planta / Temperaturas extremas

4-CPA, BNOA, 2,4-D hortalizas (< calidad fruto)

2,4-DP mandarina

3,5,6-TPA naranja, toronja, mandarina

Citocininas “octanaje” en etapa prefloral

Amarre de frutos

No. células

5 10 15 20 25 30 35 40 45 Días desde floración

Cam

bio

rel

ativ

o, g

r

Peso de fruto, gr

División

(Cts, Aux, Ga)

Alargamiento

(Aux, Ga)

60

Biorregulación del crecimiento pos floral

del fruto

Banano xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Uva xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Chile xxx xxxxx

Tomate xxxxxxxxxxxxxx

Cucurbitáceas xxxxxx

Días desde apertura de flor

-15 0 +10 +15 +20 +25 +30

Giberelico

Giberelico + CPPU CPPU

Tamaño de fruta por biorreguladores

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

% d

e fr

uto

s

Peso fruto, gr

Calibres

Agromil Plus

No aplicado

LASA

Resultados: uniformidad de

tamaños

16 14 12 10 8 6

0

20

40

60

80

100

120

140

90 140 190 240 290 340

Nú

mer

o c

elu

las

(x10

00)

Tiempo (hr) despues polinización

0

10

20

30

40

50

60

63 74 80 97 99 102

Pes

o s

eco

gra

no

, mg

No. Células x1000 / endospermo

• División celular endospermo

por 14 días

• Hormonas protagónicas

Fuente: Gao et al., 1992

Trigo

A mayor numero células…..

mas peso grano

Citocininas en post-floración

Ethephon 0-600 ppm

(naranja)

Testigo

Etephon

Fuente: Osuna, 2007; Diaz, 2002

Etileno, 100 ppm

(banano)

5. Biorreguladores en la madurez

• Hortalizas: edad, estrés, cosechas, precios

• Menor crecimiento vegetativo y fructificación

• Menor síntesis citocininas, degradación proteínas, clorofila

•Aplicación Citocininas “O” prolonga ciclo productivo

•TSP, 1-MCP, AVG muy caros

• Riego, nutrición, sanidad

+ Biorregulador

6. Manipulación de senescencia

Crecimiento

+

Formación

laterales

Emergencia

adventicias

+

auxinas auxinas + citocininas auxinas, giberélico

cofactores citocininas

Interno

(planta)

Señal química:

• Auxinas

• Citocininas

Cofactores

Externo

(suelo)

• Materia orgánica

• Humedad

• Temperatura

• Tipo suelo

• Microorganismos

+

7. Regulación del sistema radical

Externo

(planta)

• Área foliar

•Follaje funcional

•Fruta presente

Fuente: Díaz, 2002.

Directo Indirecto

2800

2400

2000

1600

90

70

50

87 89 91 93 95 97 99 01

Cajas/ha/año Raíz, g

Fuente: Serrano, 2003.

Producción de banano en Pococi, CR, de 1987 a 2002

Rendimiento vs. Sistema Radical

Mas tolerancia a:

- ataque de patógenos de raíz

- condiciones adversas

Mejor anclaje

Se mejora eficiencia en:

- absorción agua y nutrientes

- utilización de fertilizantes

Se provee de mas hormonas al

sistema vegetativo

Para que estimular raíces???

Inducción

Floral

Desarrollo frutos-cosecha Desarrollo vegetativo

Pérdida raíces

30% (normal)

Cultivos en

general

Estimulación radical

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Peso seco (g/planta)

Dias desde siembra

Tallo

Fruta

Raíz

Jitomate

Fuente: Yousef et al., 1979; Pressman et al., 2002

Chile 45ddt Chile 120 ddt

Formación de raíces Parte aérea es “permanente”

Parte radical es “revolvente”

30% pérdida natural por ciclo

Pérdida no-natural:

patógenos suelo

factores físicos/químicos suelo

“exceso” carga fruta

follaje no funcional

PROBLEMA!

Inicio

floracion Desarrollo vegetacion-frutos y cosecha Desarrollo

vegetativo

Testigo

Aplicado

Manipulación de raíces

0

10

20

30

40

50

60

Testigo 0 ddt 15 ddt 35 ddt

g

5 ml/L 10 ml/L

b b b b a a a

1/medias con la misma letra son estadísticamente iguales α ≤ 0.05.

Estimulación de raíces

Consideración del tipo de planta y sistema raíz

Tratado Testigo

Recomendaciones de uso

Chiles y Jitomates;

cultivo semileñosos

1.0-1.5 L/ha

15 ddt

Consideración del tipo de planta y sistema raíz Recomendaciones de uso

Cultivo Herbaceo:

Melon, Sandia,

Pepino, Calabaza

0.5 - 1.0 lt / ha

7 ddt

Raíz No.

Frutos

No. frutos

pudrición

apical

Peso

frutos

kg/planta

Intacta 82.7 2.8 8.0

Restringida 74.8 4.7 6.2

Producción en tomate con raíz en volumen restringido

Cosechas hasta 175 ddt.

Fuente: Bar-Tal et al., 1996

Poda raíz

No.

frutos/

planta

Kg/planta % fruto

jaspeado

Ninguna 69 8.3 28

Ligera 67 7.7 25

Severa 61 6.7 13

Producción de tomate con poda raíz.

Cosechas hasta 175 ddt

Manipulación de raíces

AUXILIAR DEL

MANTENIMIENTO

FISIOLOGICO

“Coctel”

+ EFECTOS EN EVENTOS

(ocasionalmente)

• + Biorregulador

• + Nutrientes foliares

• post-pesticidas

• pre/post estrés

Bioestimulantes…usos

• Clima, sanidad, luz, sal, agua,

manejo, ... etc.

• Exposición “continua” a estrés

• Reducción o desbalance de

eficiencia metabólica

• Sensible a “recibir” aportaciones

• Causa o efecto de estrés ???

Estrés abiótico

Fecundación y

desarrollo fruto

Dormancia

semilla

Embriogénesis

Madurez

fruto

Germinación

Desarrollo

floral

Crecimiento y

ramificación

Fuente: www.plantcell.org

Raíz

Biorreguladores = Herramienta

Producción ton/ha

Sistema radical Área foliar efectiva

Número y Peso

de granos

Numero de

plantas/ha

Mazorcas/

planta

Auxinas

Citocininas

Citocininas

Giberelinas

Auxinas

Componentes del rendimiento…Regulables???

Mazorcas

potenciales

Granos/

mazorca

Citocininas

Giberelinas

Auxinas

Aparición de estigmas (numero

potencial de granos)

Hileras y

estigmas

Estado interno (meristemos): Apical

axilar

Ejemplo: maíz

Estructuras diferenciadas:

vegetativo reproductivo

Número final

de granos

Hojas y Tallo Emisión de

polen

Panoja y polen Peso de

grano

Fin de elongación de entrenudos

(altura máxima de planta)

Estado externo

V6 – V9

Fuente: Acevedo, 2005.

Ejemplo: maíz Estado externo

Estado interno

V3 V6 V9

Formación de

numero de hileras

de mazorca

V6 - V8

Aplicación de

fertilizantes y

bioestimulantes

Efecto de Biorreguladores

Agromil Testigo

Variable de estudio Paquete

Agroenzymas

Testigo

Altura mazorca (cm) 117.6 94.55 (20%)

Largo mazorca (cm) 22.1 18.20 (18%)

Diámetro mazorca (cm) 20.3 19.05 (07%)

Diámetro tallo (cm) 7.45 6.80 (09%)

cv. Jaguar

Efectos Biorreguladores

Testigo

Aplicación de biorreguladores

Mas carreras (hileras)

Mayor llenado de mazorca

Mayor tamaño de mazorca

Ejemplo: chiles

Crecimiento vegetativo Crecimiento de fruta

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78

Plantación Inicio de floración Crecimiento de fruta 1ª. cosecha

Floración Crecimiento de fruta 2ª. cosecha

Floración Crecimiento de fruta 3ª. cosecha

Crecimiento RADICULAR (70%) (30%)

Chile 45ddt Chile 120 ddt

Floración Crecimiento de fruta Mayor intensidad Crecimiento vegetativo Menor intensidad

Inducción

Floral

Desarrollo frutos-

cosecha

Desarrollo

vegetativo

Pérdida raíces

30% (normal) Regulación del sistema radical (Aux + Cit)

Regulación del

crecimiento

vegetativo, acorde

a factores

(Citos + AG)

Formación de adecuada de flor y tamaño de fruta (citos)

Aplicación

anti envejecimiento

Ejemplo: melones

Crecimiento vegetativo Crecimiento de fruta

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78

Plantación Inicio de floración Fin FL aprovechable

Cosechas concentradas

Crecimiento RADICULAR (70%) (30%)

Mayor intensidad Crecimiento vegetativo Menor intensidad

Regulación del sistema

radical (Aux + Cit)

Regulación del

crecimiento

vegetativo, acorde

a factores

(Citos + AG)

Formación de

adecuada de flor y

tamaño de fruta

(citos) Tamaño de fruta

AG

Genética

Auxinas

Giberelinas

Citocininas

Etileno

Acido Abscísico Poliaminas

Brasinoesteroides

Jasmonatos

Acido Salicílico

?????

Evento (ej. fruto)

Crecimiento fruto

# células + largo células

aminoacidos/proteínas

azúcares/vitaminas

lípidos/nutrientes

Consideraciones: MA y Manejo M

edio

am

bie

nte

Man

ejo

Pesticida y

Concentración (ppm) 3 ddt 7 ddt

Jingamicyn, 100 20.7 10.8

Bufopresin, 150 21.3 10.1

Imidacloprid, 30 11.1 12.7

Triazofos, 240 + Bupofresin, 150 16.7 13.3

Testigo 26.4 36.5

Citocinina Zeatina (pmol/g PF) en hoja arroz Menor

• clorofila

• fotosíntesis

• división celular

• materia seca

Ejemplo: manejo de cultivo -hormonas

Nitrógeno

Zinc

Boro

Calcio

Auxina

Giberelico

Citocinina

CRECIMIENTO!

K, P Etileno NO CRECIMIENTO

Hormonas y relación con nutrientes

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Brote Raiz Brote Raiz

pm

ol g

PF

Zeatinas Abscisico

N alto

N bajo

Nitrato

Zeatina

Fuente: Kiba et al., 2011

Arabidopsis sp

Ejemplo: nutrientes-hormonas

0

10

20

30

40

50

60

70

80

3 4 5 7

Ab

sorcio

n, %

ap

lica

do

pH

Hormonas en distinto pH

giberelico

CPPU

pH de solución según i.a.

Giberelico, 3-4

Ethephon, 5

CPPU, > 6

BA, > 6

Bioestimulante, > 6

Afecta penetración y estabilidad

Fuente: Khur, 1962

Giberelico + Agua = giberelinico / iso-AG3 / epi-alogiberélico

(mas de 6 horas)

No activos

Estabilidad de lo biorreguladores

0

5

10

15

20

25

0 12 24 48 72

Ab

sorc

ión

AG

3 (

%)

Horas desde aplicación

Giberelico aplicado a hojas

+ coadyuvante

- coadyuvante

Efecto bioquímico

• comienza en 12 hr después de aplicación

• actúa hasta 24-36 hrs

Absorción desde 4 hr

80% en 24 hrs

Frutos = hojas

Varios biorreguladores

Velocidad de absorción

Equivalente a pesticida

Estudios residualidad, metabolitos, toxicología

Estudios ecotoxicológicos

Tolerancia LMR

AIA, AIB, AG3,4,7, LPE, 1-MCP, ABA = exento

Citocininas = exento

CPPU = 0.1 ppm

Ethephon = 0.7 ppm

Paclobutrazol = 0.01 ppm

Clormequat = 0.3 ppm

LASA

Inocuidad y Biorreguladores

1. Que evento se quiere regular

2. Material a manejar (i.a.)

3. Cantidad del material

(concentración)

4. Momento de aplicación (etapa

sensible)

5. Buena cobertura y/o penetración

(coadyuvantes)

6. Condición nutricional, hídrica,

sanidad, etc.

Respuesta esperada “tipo”

fitohormonal

Efectividad de biorreguladores

M.C. Enrique Guzmán Téllez

Agroenzymas-México

enrique.guzman@agroenzymas.com.mx