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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