Extractos de algas: ¿qué los hace funcionar?
5 de enero de 2018 En muchas regiones costeras, las algas marinas crudas se han utilizado durante milenios para mejorar la productividad de los sistemas agrícolas. Luego, en la segunda mitad del siglo XX, el uso de extractos líquidos de algas marinas en los cultivos se generalizó a nivel mundial. Los agricultores que utilizan estos extractos informaron repetidamente de resultados positivos sobre el rendimiento y la calidad de los cultivos. Como estos resultados no podían simplemente correlacionarse con el contenido de nutrientes elementales del extracto de algas, tomó tiempo una explicación científica para que estos efectos se pusieran al día. A medida que obtuvimos una comprensión más clara de la bioquímica de las algas y los modos de acción asociados, ya no consideramos los extractos de algas como fertilizantes, sino que los clasificamos como una de las clases de productos clave en el sector de los bioestimulantes en rápido desarrollo.
A continuación, he vinculado los efectos positivos observados al usar extractos de algas marinas con los últimos conocimientos científicos de los compuestos presentes en las algas marinas para comprender mejor cómo y cuándo utilizar productos de extracto de algas marinas para maximizar su eficacia.
La mayoría de los extractos de algas que se utilizan en la agricultura como bioestimulantes se extraen de especies de algas pardas (Phaeophyceae); más notablemente la especie Ascophyllum nodosum (naufragio anudado). Como Ascophyllum nodosum crece en la zona intermareal del hemisferio norte se ha propuesto que las estresantes condiciones de exposición repetida a la desecación, la luz ultravioleta y las fluctuaciones de temperatura que experimentan las algas en este hábitat, combinadas con una tasa de crecimiento más lenta, conducen a altas concentraciones de compuestos bioactivos presentes en Ascophyllum. En comparación, las especies tropicales, o los kelps que crecen más mar adentro, producen concentraciones más bajas de estos compuestos bioactivos y niveles más altos de celulosa; un compuesto que no es nuevo ni capaz de estimular el crecimiento de las plantas.
De una revisión del material de marketing para extractos a base de microalgas, parecería que la única ventaja que se afirma sobre los extractos de algas pardas es un contenido más bajo de sodio, debido a su cultivo en agua dulce. Sin embargo, el cultivo de microalgas es un área de la psicología en rápido desarrollo, por lo que se esperan nuevos conocimientos y productos en los próximos años.
Hormonas vegetales o análogos
Se sabe que las algas contienen hormonas vegetales y cuando se aplican extractos de algas marinas a las plantas, el cultivo presenta respuestas similares a cuando se aplican hormonas vegetales purificadas / sintéticas. Sin embargo, es cuestionable si estas respuestas se deben realmente a las hormonas vegetales en el extracto de algas. Esto se debe a que a) se sabe que muchas hormonas vegetales se descomponen fácilmente en presencia de luz, calor y condiciones oxidantes (todo lo cual experimentará un extracto durante su tiempo desde la extracción hasta la entrega en el campo), yb) cuando las personas han analizado extractos de hormonas vegetales conocidas y han encontrado concentraciones comparativamente bajas.
En cambio, el paradigma aceptado actual es que los extractos de algas contienen análogos de hormonas vegetales. Estos análogos poseen estructuras químicas diferentes a la correspondiente hormona vegetal, pero inducen la misma o similar respuesta cuando se aplican a la planta. Como resultado, comúnmente se citan respuestas de crecimiento positivas similares a la acción de citoquinina y / o auxina.
Polisacáridos, monosacáridos y alcoholes de azúcar de algas
Una variedad de polisacáridos son exclusivos de las algas y constituyen la mayor parte de la biomasa de algas marinas. Esto se ilustra en las siguientes imágenes de microscopio donde se pueden ver varios polisacáridos fluorescentes (Mike Asquith, 2017).
El componente principal de la pared celular de las algas verdes son los ulvanos, en las paredes celulares de las algas rojas son los agaranos y los carragenanos, y en las algas marrones se encuentran alginatos y fucanos en las paredes celulares y laminarina como polisacárido de almacenamiento. Se ha descubierto que estos polisacáridos, junto con los oligosacáridos y monómeros que resultan de su despolimerización durante cualquier proceso de extracción, inducen respuestas positivas cuando se aplican a los cultivos.
Una respuesta positiva de las plantas al tratamiento con polisacáridos de algas reportada repetidamente en estudios académicos es la inducción de mecanismos de defensa de las plantas. Como estos compuestos son exclusivos de las algas, se sabe que las plantas detectan la presencia de estos polisacáridos como "no propios". Se ha demostrado que la detección de polisacáridos de algas en la membrana celular activa las vías de señalización del ácido jasmónico, ácido salicílico y etileno.
Estas vías hormonales estimulan la acumulación de una variedad de compuestos protectores químicos y físicos. La activación de las defensas de las plantas mediante extractos de algas se puede utilizar para proteger de forma preventiva contra el estrés abiótico y biótico en los cultivos. Sin embargo, también debe tenerse en cuenta que no existe evidencia actual de un receptor específico en plantas para estos compuestos, por lo que lo más probable es que funcionen estimulando un receptor para otro patrón molecular asociado a microbios polisacáridos (MAMP) como la quitina. Por lo tanto, si la inducción de las defensas de las plantas es su objetivo principal, debe considerar productos que actúen directamente sobre los receptores clave de la membrana celular, ya que deberían resultar más eficaces en el campo. También puede haber razones regulatorias en su región que podrían disuadirlo de usar extractos de algas marinas para prepararse contra el estrés biótico.
Además del cebado de defensa de las plantas, existen otros modos de acción para los polisacáridos de las algas en función de sus propiedades bioquímicas específicas;
Alginatos (ácido algínico)
Los alginatos son los polisacáridos que dan a las algas marrones su naturaleza gelatinosa. Están presentes en niveles muy altos en todas las algas pardas. Los alginatos se extraen de las algas pardas para uso médico (p. Ej., Gaviscon). En la agricultura, la propiedad de formación de gel de los alginatos permite la formación de microcoloides sobre la superficie de las plantas, que se cree que actúan como una película protectora. Los alginatos también actuarán como fuente de alimento y nutrientes para microbios beneficiosos. Esto incluye antagonistas que excluyen a los patógenos de colonizar la superficie de la hoja y aquellos que exudan hormonas vegetales.
Manitol
El manitol de alcohol de azúcar se encuentra en altas concentraciones en las algas pardas. Al ser solubles en agua, muchos extractos de algas contienen buenos niveles de manitol. El manitol es un compuesto multifuncional y tiene tres áreas principales de actividad:
- Antioxidante El manitol puede "limpiar" las especies reactivas de oxígeno (ROS) que crean los radicales libres que dañan los tejidos de las plantas. Los ROS se producen en altos niveles cuando las plantas están bajo estrés abiótico y, por lo tanto, un extracto de algas que contenga manitol sería una buena opción en condiciones de crecimiento estresantes.
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El manitol puede formar un complejo con átomos de boro.
Acomplejamiento de boro. El manitol es capaz de formar un complejo con átomos de boro, quelante eficazmente un importante nutriente vegetal.
- Señalización de ataque de hongos. Los hongos patógenos también usan manitol para apagar ROS cuando atacan una planta. La interacción entre el manitol y las enzimas de la planta que degradan el manitol es una interacción importante en la lucha entre una planta de cultivo y un patógeno que determina si una enfermedad se afianza (referencia). Como resultado, recomiendo que no se apliquen extractos de algas marinas si un cultivo ya padece una enfermedad fúngica.
Fucanos
Las algas pardas también contienen niveles significativos de polisacáridos sulfonados conocidos como fucanos o fucoidanos. Desafortunadamente, hay una escasez de estudios sobre cómo funcionan estos cuando se aplican a las plantas, sin embargo, su el uso y los efectos en animales y humanos está mucho mejor estudiado.
Vitaminas y minerales
Yodo
Es bien sabido que las algas marinas son una buena fuente de yodo, en forma de yoduro. Como es el caso de los fucanos, la función del yodo en la salud humana / animal se comprende mucho mejor que su funcionamiento en las plantas. Se ha propuesto que podría influir en la interacción con microbios beneficiosos o ayudar con la biofortificación de cultivos destinados a piensos / alimentos, pero los informes son limitados.
Vitamina B12 (cobalamina)
Si estudia la estructura química de la vitamina B12, verá que es una quelación natural del cobalto.
La vitamina B12 es bien conocida por su importancia para la salud humana. Sin embargo, para las plantas también puede resultar útil. Si estudia su estructura química (ver imagen), verá que es una quelación natural del cobalto. Se cree que el cobalto es esencial para el crecimiento de varias plantas de cultivo y mejora el crecimiento de otras. Además, el cobalto es esencial para las enzimas involucradas en la fijación de nitrógeno por las bacterias. La vitamina B12 no se sintetiza en plantas o animales, pero las algas marinas contienen grandes cantidades y los extractos de algas marinas son una buena fuente de este nutriente.
Sin embargo, la vitamina B12 es muy sensible a las condiciones alcalinas (referencia), por lo que si el cobalto es de interés, considere usar un extracto de algas marinas prensado en frío. Curiosamente, se cree que la vitamina B12 que se encuentra en las algas marinas no es sintetizada por las propias algas, sino por las bacterias que crecen en sus superficies en su hábitat natural intermareal (litoral) (referencia).
Lo que no encontrarás en los extractos de algas
Además de todos los ingredientes activos de las algas, hay afirmaciones de que también son una buena fuente de otros compuestos. Muy a menudo, verá afirmaciones de que los extractos de algas marinas son una buena fuente de aminoácidos, pero si las algas marinas fueran una buena fuente de aminoácidos, las comeríamos por su contenido de proteínas, pero esto no es cierto. Como resultado, los extractos de algas marinas solo contienen niveles muy bajos de aminoácidos de forma natural y si está buscando un bioestimulante de aminoácidos, existen alternativas mucho mejores disponibles.
Algunos extractos de algas están formulados para contener altos niveles de macronutrientes vegetales. Sin embargo, los extractos de algas contienen naturalmente niveles muy bajos de todos los macronutrientes, con valores típicos de menos de 1% p / v. A los extractos de algas que se venden con valores de NPK mucho más altos se les habrán agregado nutrientes adicionales o, en el caso de los extractos alcalinos, habrá potasio presente debido al uso de hidróxido de potasio requerido para la extracción química. Por lo tanto, se recomienda que no elija un extracto de algas únicamente por su contenido nutricional.
En conclusión, a medida que obtengamos más conocimientos sobre los mecanismos por los que los extractos de algas marinas funcionan en los cultivos, espero que comencemos a ver que la industria se aleja del enfoque de marketing de "uso para mejorar el crecimiento de las plantas" hacia una estrategia más científica e informada. Si desea saber más sobre los extractos de algas, cómo usarlos o la diferencia entre los métodos de extracción, póngase en contacto.
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