Si bien los bioestimulantes logran penetrar las barreras protectoras del follaje, y por eso son una excelente herramienta, lo hacen con una gran variabilidad: en algunas oportunidades, un porcentaje importante del producto consigue penetrar; en otras, la entrada resulta insignificante. Este ha sido justamente uno de los campos de investigación del agro biólogo alemán Heiner Goldbach, Ph.D. en nutrición vegetal y profesor de la Universidad de Bonn, quien ha buscado aclarar los misteriosos factores que favorecen u obstaculizan la absorción de bioestimulantes a través del follaje.
Goldbach señala que muchos de los bioestimulantes se aplican por aspersión sobre las hojas. De hecho, un estudio de Coherent Market Insights señala que el 78% del mercado global de bioestimulantes corresponde a productos foliares, muy por sobre los que se aplican en el suelo (casi 9%) y en las semillas (12%). No obstante, puntualiza el académico, su efectividad tiene dos grandes obstáculos: el diseño estructural de las hojas y las heterogéneas características del mundo de los bioestimulantes, donde se encuentran desde sustancias simples, pasando por mezclas complejas, hasta microorganismos.
“Todo en la morfología de las hojas está diseñado contra esa absorción, y sin embargo ocurre: la aplicación foliar realmente funciona”, señaló el profesor Goldbach, en su exposición “Aplicación foliar de bioestimulantes, ¿cómo hacer que lleguen al apoplasto?”, realizada en el Congreso Mundial de Bioestimulantes.
EL DESAFÍO DE LA RETENCIÓN
En su análisis sobre los obstáculos para permitir una mayor eficacia de los bioestimulantes foliares, el académico analiza dos variables: la retención de lo aplicado y la penetración en la hoja.
La primera tiene que ver con la capacidad del bioestimulante de mantenerse en la superficie de las hojas. Esto, considerando que sus superficies son más bien hidrofóbicas, por lo que los líquidos en ellas tienden a escurrir. Se trata de una característica que aumenta o disminuye dependiendo de la especie, la variedad, las condiciones de producción, la humedad ambiental o el estado nutricional de la planta.
Lo anterior dificulta un aspecto relevante en la aplicación de bioestimulantes: la necesidad de cubrir uniformemente la superficie foliar, evitar el escurrimiento excesivo y mantener una película húmeda durante el mayor tiempo que se pueda, lo cual posibilita el “transporte” de los compuestos.
Para que el follaje retenga un volumen importante de la solución asperjada se utilizan productos (surfactantes y otros adyuvantes) que colaboran a esparcir la solución en la superficie foliar, así como a incrementar la adhesión y retención de las gotas para mojar bien las hojas (figura 1). Pero hay que ser cuidadoso de no sobrepasarse: si se aplica un volumen excesivo o si la tensión se reduce demasiado, se genera un escurrimiento que no solo disminuye la fracción de bioestimulante retenido en la hoja, sino que genera desigualdad: al desplazarse sucede que unas partes de la hoja quedan sin producto mientras otras —por ejemplo, en ciertos pliegues—, sufren de daños por concentración (figura 2).
Teniendo esos aspectos en consideración, Goldbach analiza los principales factores que pueden influir sobre los procesos de retención en dichas superficies.
Tipo de compuestos: aquellos muy polares (moléculas con enlaces en los que la distribución de átomos no es simétrica) son higroscópicos, absorben agua con una muy baja humedad relativa en el aire; por ejemplo, cloruros, como el cloruro de magnesio. A la inversa, otras sales, como la mayoría de los sulfatos, solo absorben agua con una elevada humedad relativa. El punto de delicuescencia (DHR) es el nivel de humedad relativa en que un compuesto empieza a licuarse.
Especie: existen marcadas diferencias en las propiedades de la superficie de las hojas de las diferentes especies de plantas, y por lo tanto de su permeabilidad.
Cultivo: dos variedades de una misma especie pueden ser muy distintas en la estructura de sus hojas en aspectos como, por ejemplo, la forma de las ceras que cubren su cutícula.
Condiciones ambientales: plantas de la misma especie y variedad pueden verse afectadas, por ejemplo, debido a la condición del aire. Por dar un caso, imágenes microscópicas de la superficie de hojas de plantas al aire libre expuestas al “aire alemán normal”, muestran elementos contaminantes que tapan los poros por donde deberían ingresar los productos, mientras hojas de plantas similares en invernadero con aire filtrado mantienen todas sus vías de ingreso operativas.
Higroscopía/delicuescencia del bioestimulante (formulación): Para poder ingresar a las hojas, los productos deber ir disueltos en un líquido (al menos las sustancias polares o semipolares). Con poquísimas excepciones, los residuos secos sobre la hoja jamás entrarán a ella. Por tanto, hay que mantener la superficie humedecida durante todo el tiempo necesario para la absorción del bioestimulante. Algunos factores intervinientes son: una alta humedad relativa del aire contribuye a mantener la hoja húmeda; una sustancia con un bajo punto de delicuescencia se conservará más fácilmente en forma líquida; durante la noche hay menos riesgo de que la aplicación se seque en comparación al día, cuando suben las temperaturas y baja la humedad relativa.
PENETRACIÓN EN LA HOJA
El segundo gran desafío para la aplicación foliar es el traspaso de los compuestos de los bioestimulantes desde la superficie al interior de los tejidos. Esto puede ocurrir por dos rutas: una, a través de las capas cerosas y cutículas; la otra, por vía de los estomas, que corresponden a aperturas regulables en la epidermis o “piel” de las plantas. Durante mucho tiempo se ha discutido si realmente es factible penetrar a través de esta segunda ruta, debate que Goldbach zanja con la evidencia obtenida de que algunos estomas –pero no todos– sí permiten una transferencia desde el exterior, ingresando por sus poros, hacia el apoplasto. “Mientras los poros en las cutículas tienen dimensiones de unos pocos nanómetros (la millonésima parte de un milímetro), los poros de los estomas abren el paso a la entrada de compuestos de mayor tamaño y microorganismos”, afirma.
Hay otros factores que también contribuyen a la variabilidad de penetración, como es la morfología de la hoja. Por ejemplo, las plantas adaptadas a un ambiente seco (xeromórficas) son muy diferentes de aquellas adaptadas a un medio húmedo (higromórficas). Por otra parte, en la mayoría de las especies, los estomas se concentran en el envés o cara inferior de la hoja, solo unas pocas tienen estomas también en el haz o cara superior.
En definitiva, las partículas pueden entrar al apoplasto de las hojas, existe absorción a través de los poros estomáticos y el mecanismo de transporte es usualmente la concentración de gradientes, o sea por difusión. No existen indicios de penetración por infiltración de los estomas, ya que se encontró una concentración muy baja en el interior de la hoja, en el apoplasto, y se observó también que las partículas de más de un micrómetro (la milésima parte de un milímetro) no pasaban a través de los estomas.
Los ácidos húmicos comúnmente no entran a través de la cutícula de la parte superior de la hoja pero sí a través de los estomas en el envés.
Por otra parte, siempre que los estomas están abiertos, existe una mayor penetración de los compuestos. Evaluaciones con distintas formas de nitrógeno han mostrado que los estomas abiertos pueden contribuir hasta 75% o a veces 80% de la absorción total (figura 10).
Figura 10. Contribución relativa de los estomas y la cutícula a la penetración de distintos fertilizantes nitrogenados
Por lo tanto, se comprueba que hay más de una vía de ingreso: la ruta cuticular y la vía estomática. Probablemente los estomas son la única entrada posible para las partículas, si no hay grietas o rupturas mayores en la superficie foliar.
SUSTANCIAS APOLARES
La tasa de absorción se ve bastante influenciada por el volumen molecular, a mayor volumen la absorción disminuye en forma significativa, especialmente en las especies lipofílicas (sustancias apolares atraídas por los lípidos, generalmente hidrofóbicas), en las cuales las diferencias de tamaño de las moléculas hace una gran diferencia en términos de penetración.
EN SÍNTESIS
Dos procesos limitantes en la absorción foliar fueron abordados en la presentación del Dr. Heiner Goldbach: la retención y la penetración.
-La retención y penetración pueden ser modificadas con el uso de ajuvantes, como detergentes, adherentes y humectantes, además de la elección apropiada de sales o complejos adicionales.
-La mayor parte, si no toda la transferencia desde la superficie de la hoja al apoplasto ocurre por difusión, no es un proceso activo.
-Hay tres rutas principales:
Sustancias apolares: se disuelven en la capa cuticular y se mueven a través de ella en los dominios lipofílicos. En este caso se produce una notoria separación por tamaño.
Sustancias polares: su movimiento través de los dominios polares de la cutícula depende de la humedad relativa.
La permeabilidad a través de la cutícula puede llevar a un efecto de separación por tamaño molecular y carga.
La ruta estomática permite la penetración de microorganismos completos, requiriendo de suficientes estomas penetrables, grietas, etc., y es libre para partículas de menos de 1 micrón.
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Tomado de: Biologicals Latam by Redagrícola
Fotografía: Steve Buissinne / Pixabay