Desde mediados de este año 2024, Brasil comenzó a vivir un fenómeno conocido como La Ninã. En Brasil, cuando La Niña está activa, el volumen de lluvia suele disminuir en la región Sur (provocando sequía en muchos casos) y aumenta en las regiones Norte y Nordeste. En el Sudeste y Centro-Oeste, por su parte, no existe una correlación tan clara, pero aumentan las posibilidades de períodos fríos y lluviosos (FABBRI, 2024).

El déficit hídrico es una de las principales causas de la reducción de la productividad agrícola, ya que afecta negativamente el crecimiento y desarrollo de las plantas (JOSHI et al., 2016; KOCH et al., 2019). La escasez de disponibilidad de agua limita el mantenimiento de procesos cruciales para la supervivencia de las plantas, promoviendo reducciones significativas en el rendimiento de las especies cultivadas al limitar el máximo potencial productivo (ANSARI et al., 2019; CONTI et al., 2019; CRUZ et al., 2023).

Entre las tecnologías que actualmente se difunden en el mercado para optimizar la productividad se encuentra el uso de fertilizantes foliares que contienen aminoácidos en su composición. Por tanto, el objetivo de estos productos es proporcionar una nutrición más completa a las plantas, aumentando la productividad. La presencia de aminoácidos tiene como objetivo mejorar la nutrición proporcionando moléculas que se utilizan para formar proteínas. Al tener aminoácidos fácilmente disponibles para su absorción, la planta ahorra energía al sintetizar estos compuestos, por lo que se utilizan en conjunto con otros nutrientes (ROSA et al., 2023).

Además, existen funciones particulares en las que los aminoácidos están presentes, como en la formación de clorofila, crecimiento y funcionamiento de los meristemas, en la fructificación, responsables de la fertilidad del grano de polen, la consistencia de las paredes celulares, además de proporcionar la conexión entre el ciclo del carbono y el nitrógeno en las plantas influyendo en la síntesis de azúcares y proteínas, entre otros (COLLA et al., 2015; NARDI et al., 2016).

Por otro lado, pueden actuar como moduladores fisiológicos actuando sobre la vía de señalización de procesos de desarrollo y en defensa contra estreses bióticos y abióticos (LAMBAIS, 2011). En este aspecto, la aplicación de aminoácidos no pretende suministrar los bloques para llevar a cabo la síntesis de proteínas, sino activar el metabolismo fisiológico de las plantas, teniendo una importante acción antiestrés (TEIXEIRA et al., 2017; ALFOSEA-SIMÓN et al., 2020).

Los aminoácidos son moléculas orgánicas, solubles, energéticas y de fácil degradación, sintetizadas a partir del proceso de asimilación de nitrógeno y fotosíntesis en las vías de la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico y las pentosas fosfato. En total, las plantas producen 20 aminoácidos esenciales y en ausencia de uno o más aminoácidos esenciales, la planta no completa el ciclo de vida (Revista Cultivar, 2024).

La principal función de los aminoácidos en la planta es la formación de proteínas, las cuales se forman a partir de la unión de aminoácidos. En general, hay más de 3.000 proteínas en una sola célula vegetal y cada proteína requiere al menos 70 aminoácidos. A continuación se presentan, según Revista Cultivar (2024), los principales aminoácidos y sus respectivas funciones en las plantas.

• Serina – actúa en la formación del embrión en las semillas;
• cisteína- actúa sobre la tolerancia a la sequía y a las altas temperaturas actuando como precursor del metabolismo antioxidante y del glutatión;
• glicina – aumenta los azúcares, los carbohidratos, las proteínas, la clorofila y actúa sobre la regulación osmótica y celular. Además, este aminoácido juega un papel importante como osmoprotector en la resistencia a la sequía y en la fijación biológica de nitrógeno en leguminosas;
• fenilalanina – síntesis de flavonoides, fenilpropanoides, lignina y antocianinas;
• triptófano – síntesis de auxinas, diferenciación celular e inhibición de ABA;
• valina – regula el crecimiento de las plantas y proporciona un aporte adicional de nitrógeno;
• Leucina – aumenta la velocidad del proceso de germinación e influye en la síntesis de otros aminoácidos;
• Alanina – actúa para proteger las plantas contra tensiones como las altas temperaturas, la hipoxia y la sequía;
• aspartato – precursor de metionina, biosíntesis de biomoléculas necesarias para el crecimiento y la defensa de las plantas, la formación de clorofila y el desarrollo del polen;
• asparagina – almacenamiento y transporte de nitrógeno en la planta;
• metionina – biosíntesis de poliaminas, quelante del zinc, formación de etileno, colabora en la incorporación de azufre, favorece la asimilación del nitrato y aumenta el espesor de la cutícula;
• lisina – quelante natural del zinc;
• tirosina – precursores para la formación de metabolitos especializados;
• isoleucina – acumulación de antocianinas;
• Prolina – aumenta los azúcares, los hidratos de carbono, las proteínas, la clorofila y actúa sobre la regulación osmótica y celular, además de influir en la fijación biológica del nitrógeno. La prolina es un aminoácido osmoprotector importante en la resistencia a la sequía;
• Glutamato: actúa sobre la germinación de las semillas, la arquitectura de las raíces, la germinación del polen y el crecimiento del tubo polínico;
• arginina – estimula el crecimiento del sistema radicular y está directamente relacionado con la síntesis de citoquinina y clorofila;
• glutamina – actúa sobre la síntesis de flavonoides, clorofila y aumenta la nodulación y germinación de las semillas, además de tener un alto poder quelante;
• histidina – quelante natural de cobre, zinc y níquel.

Los aminoácidos son ácidos orgánicos cuyas moléculas están formadas por uno o más grupos amino, siendo sus funciones principales constituyentes de proteínas y precursores de diversas sustancias que regulan el metabolismo de las plantas (FLOSS y FLOSS, 2008). Están involucrados en gran parte del metabolismo primario y secundario, dando lugar a la síntesis de varios compuestos que influyen en la producción (ALBUQUERQUE y DANTAS, 2010) y también favorecen una importante tolerancia de las plantas frente a las adversidades ambientales al activar el metabolismo fisiológico de las plantas.

En el cultivo de frijol, los estudios concluyeron que, tras el uso de aminoácidos, las plantas resistieron mejor el estrés térmico, tanto a altas como a bajas temperaturas, y además mostraron un aumento en la altura de la planta, número de vainas y masa de grano (CASTRO et al., 2011 ).

Un aminoácido que está presente en la mayoría de productos es el ácido glutámico, el cual es de gran importancia para el metabolismo celular, ya que tiene una serie de funciones biológicas, actuando como molécula central en la síntesis de otros aminoácidos y en el metabolismo de las plantas superiores. (FORDE Y LEA, 2007), actuando como precursor de la síntesis de clorofila (YARONSKAYA et al., 2006).

En un estudio realizado por Collaço Junior (2019), se concluyó que el estrés hídrico moderado y agudo provoca una reducción en el desarrollo radicular de los cultivos de frijol, reduciendo el volumen radicular y la masa de materia seca de las raíces. Sin embargo, la aplicación de aminoácidos reduce significativamente estas pérdidas, cuando se aplica antes del período de estrés hídrico durante la floración. Además, el componente de la productividad, el número de vainas por planta, sufre una gran reducción bajo el efecto del estrés hídrico moderado y agudo. Cuando el déficit hídrico se produce de forma aguda, el número de granos producidos por planta se reduce significativamente, estas pérdidas pueden ser significativas. minimizada cuando la aplicación de aminoácidos se produce durante la floración, previo al periodo de estrés.

ILSA cuenta con una gama de productos que pueden ayudar en estos periodos de estrés hídrico, la matriz de GELAMINA (Figura 1), que es la base de los fertilizantes orgánicos y organominerales líquidos e hidrosolubles de diferentes productos y que contiene nitrógeno orgánico derivado de hidrólisis enzimática. Por tanto, contiene principalmente los aminoácidos glicina, prolina, hidroxiprolina, ácido glutámico y alanina.

Figura 1- Composición de aminoácidos en la matriz de GELAMINA.

La glicina es el aminoácido presente en mayor cantidad en la matriz de GELAMINA. Este aminoácido participa en el proceso de formación de glicina-betaína. Este compuesto se acumula en plantas que se encuentran bajo estrés hídrico o salino o por cuestiones climáticas como la temperatura.

La glicina betaína es el compuesto de amonio cuaternario más conocido en las plantas cultivadas, sintetizado endógenamente en los cloroplastos en respuesta a estreses abióticos, como el déficit hídrico (JÚNIOR et al., 2021). En varias culturas, su concentración se correlaciona con la capacidad de tolerancia al estrés (ASHARAF y FOOLAD 2007, DAWOOD 2016).

El uso de glicina betaína puede aumentar la síntesis de solutos compatibles en plantas estresadas (FAROOQ et al. 2008), mejorando así el crecimiento y la adaptación en condiciones de déficit hídrico (ANJUM et al. 2012).

Júnior (2021) concluyó que la aplicación foliar de glicina betaína mejoró la tasa de crecimiento relativo de las plantas de caña bajo estrés hídrico, especialmente después de la rehidratación, lo que redujo los efectos negativos del estrés en la producción de masa seca.

Referencias:

ALBUQUERQUE, TCS de. DANTAS, BF Aplicación foliar de aminoácidos y calidad de uvas del cv. – Boa Vista: Embrapa Roraima. 19p. (Boletín de Investigación y Desarrollo/ Embrapa Roraima, 23), 2010.

ALFOSEA-SIMÓN, Marina et al. Efecto de la aplicación foliar de aminoácidos sobre la tolerancia a la salinidad de plantas de tomate cultivadas bajo sistema hidropónico. Ciencia hortícola, v. 272, pág. 109509, 2020.

ANJUM, Shakeel Ahmad et al. Papel protector de la glicina betaína en el maíz contra la peroxidación lipídica inducida por la sequía al mejorar la capacidad del sistema antioxidante. Revista australiana de ciencia de cultivos, v. 6, núm. 4, pág. 576-583, 2012.

ANSARI, Waquar Akhter et al. Influencia del estrés por sequía en los atributos morfológicos, fisiológicos y bioquímicos de las plantas: una revisión. Biociencias Biotecnología Investigación Asia, v. 16, núm. 4, pág. 697-709, 2019.

SHRAF M y FOOLAD MR. 2007. Funciones de la glicina betaína y la prolina en la mejora de la resistencia al estrés abiótico de las plantas. Botánica Ambiental y Experimental 59: 206-216.

CASTRO, PRC y otros. Acción antiestrés de Flororgan en plantas de frijol (Phaseolus vulgaris cv. Carioca). En: CONGRESO BRASILEÑO DE FISIOLOGÍA VEGETAL, 13. Búzios. Resúmenes… Búzios: UENF, 2011. 1 CD-ROM, 2011.

COLLA, Giuseppe et al. Hidrolizados de proteínas como bioestimulantes en horticultura. Ciencia hortícola, v. 196, pág. 28-38, 2015.

COLLAÇO JUNIOR, João Celso. Uso de aminoácidos aplicados vía foliar en el manejo del estrés hídrico en cultivos de frijol. 2019.

CONTI, Verónica et al. El estrés por sequía afecta la respuesta de las variedades locales italianas de tomate (Solanum lycopersicum L.) de manera genotipo dependiente. Plantas, v. 8, núm. 9, pág. 336, 2019.

CRUZ¹, Natan Teles et al. Estrés hídrico en plantas forrajeras: una breve reseña. 2023.

DAWOOD MG. Influencia de los osmorreguladores en la tolerancia de las plantas al estrés hídrico. Scientia Agriculturae 13: 42-58. 2016.

FABBRI, Felipe. El bebé salió, el bebé entró: ¿qué cambios en los mercados agrícolas?. AgroANÁLISIS, v. 44, núm. 04, pág. 20-22, 2024.

FAROOQ, M. et al. Papel fisiológico de la glicinebetaína aplicada exógenamente para mejorar la tolerancia a la sequía en arroz aromático de grano fino (Oryza sativa L.). Revista de agronomía y ciencia de cultivos, v. 194, núm. 5, pág. 325-333, 2008.

HILO, EL; FLOSS, LG Abonos Organominerales de Última Generación: funciones fisiológicas y uso en agricultura. Revista Plantio Direto, número 100, julio/agosto de 2007.

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NARDI, Serenella et al. Bioestimulantes vegetales: respuestas fisiológicas inducidas por productos a base de hidrolizados de proteínas y sustancias húmicas en el metabolismo vegetal. Ciencia Agrícola, v. 73, núm. 1, pág. 18-23, 2016.

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YARONSKAYA, E. et al. Efectos de la citoquinina sobre la biosíntesis de tetrapirrol y la actividad fotosintética en plántulas de cebada. Planta, 2006.

Autores

Ing. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen

Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Thiago Stella de Freitas

Ing. Agr. Tuíra Barcellos