ES2279719A1

ES2279719A1 - Nuevo activador metabolico y nutricional para las plantas.

Info

Publication number: ES2279719A1
Application number: ES200600178A
Authority: ES
Inventors: Jose Maria Garcia-Mina Freire; Fabrice Houdusse; Angel M. Zamarreño; Esther Casanova
Original assignee: Inabonos SA
Current assignee: Agro Innovation International SAS
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: DK1813584T3; BRPI0700206A; PT1813584E; SI1813584T1; ES2279719B1; US20120010078A1; US20070173409A1; MA28777B1; CL2007000177A1; AR059150A1; PL1813584T3; EP1813584A2; EP1813584A3; EP1813584B1

Abstract

La presente invención se refiere a una nueva formulación activadora de la absorción de nutrientes minerales por parte de las plantas. Consecuentemente, también tiene efecto sobre la metabolización de dichos compuestos minerales por parte de la planta. Estas formulaciones que se ha descubierto que poseen esta propiedad activadora de la absorción de nutrientes, tienen como componente principal los compuestos representados por la fórmula general I CH{sub,3}-S-CH{sub,2}-CH{sub,2}-CH(OR{sub,1})-COR{sub,2} I donde R{sub,1} se selecciona del grupo formado por hidrógeno, restos alquilo (preferentemente metilo o etilo) y arilo; mientras R{sub,2} se selecciona del grupo formado por hidroxilo, amidas y ésteres de restos alquilo (preferentemente metilo o etilo) o arilo. Cuando el resto es hidroxilo se consideran también las sales del ácido con cationes monovalentes (preferentemente Na+ y K+) y polivalentes (preferentemente Cu++ y Fe+++), así como con compuestos orgánicos electropositivos como las aminas (por ejemplo etanolamina).

Description

Nuevo activador metabólico y nutricional para las plantas.

La presente invención se refiere a una formulación con capacidad para aumentar significativamente la absorción y metabolización de nutrientes minerales por parte de plantas. Estas formulaciones tienen como componente principal el ácido 2-hidroxi-4-metil tiobutanoico (HMTB) y sus derivados.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 muestra el efecto del HMTB sobre la asimilación de nitrógeno (N), magnesio (Mg) y hierro (Fe) en una planta de pimiento. Se expresa el resultado como porcentaje sobre el control, y se calcula a partir del contenido de los elementos en la parte aérea y la materia seca de la parte aérea.

La figura 2 muestra el efecto del HMTB sobre la asimilación de fósforo (P), potasio (K) y calcio (Ca) en una planta de pimiento. Se expresa el resultado como porcentaje sobre el control, y se calcula a partir del contenido de los elementos en la parte aérea y la materia seca de la parte aérea.

La figura 3 muestra el efecto del HMTB sobre la producción de materia seca (MS) el número de hojas y la altura de plantas de pimiento cultivadas en hidroponía.

La figura 4 muestra el resultado del estudio sobre el efecto del HMTB sobre la producción de proteínas totales en una planta de pimiento.

Estado de la técnica

Uno de los factores que tienen mayor influencia en el desarrollo de los cultivos, y consecuentemente en la relación producción/calidad, es la adecuada asimilación de los nutrientes minerales por parte de la planta, así como su metabolización posterior. Es indudable que un producto que permita una mayor asimilación de los elementos minerales así como una mejor metabolización de estos que se exprese en un mayor desarrollo de la planta tiene un indudable interés.

Se pueden encontrar en el estado del arte distintas Patentes o Solicitudes de Patente (US Patent 4,579,962; US Patent 4,524,077; US2003144547; US5973200) que describen diferentes métodos de preparación de HMTB y análogos de este ácido. Igualmente se encuentra protegido su uso en animales y principalmente en rumiantes como agente potenciador de la producción de leche (US6183786; US2005059739). Sin embargo no existe ninguna información publicada o patente presentada sobre su uso en plantas como activador metabólico y nutricional.

En la actualidad, los métodos utilizados para incrementar el desarrollo vegetal utilizan mecanismos de carácter hormonal, tal como queda descrito en la publicación Marschner, H., 1995. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press, London. 889 pp; sin embargo no se han descrito hasta el momento formulaciones para aumentar la asimilación de nutrientes por parte de las plantas y mejorar su metabolización, que utilicen las propiedades del ácido 2-hidroxi-4-metil tiobutanoico (HMTB) (isómeros D y L), sus sales, esteres, amidas o éteres en posición 2.

Los inventores han descubierto que, sorprendentemente, utilizando el ácido 2-hidroxi-4-metil tiobutanoico (HMTB) (isómeros D y L), sus sales, esteres, amidas o éteres en posición 2 en composiciones como las descritas en la presente invención se consiguen buenos resultados en la activación de la absorción y metabolización de nutrientes por parte de las plantas sin necesidad de utilizar composiciones que estimulen mecanismos hormonales.

Descripción de la invención

En la presente invención se describen nuevas formulaciones que contienen el compuesto ácido 2-hidroxi-4-metil tiobutanoico (HMTB) (isómeros D y L), sus sales, esteres, amidas o éteres en posición 2, según la fórmula I,

ICH_{3}-S-CH_{2}-CH_{2}-CH(OR_{1})-COR_{2}

donde R_{1} se selecciona del grupo formado por hidrógeno, restos alquilo (preferentemente metilo o etilo) y arilo; mientras R_{2} se selecciona del grupo formado por hidroxilo, amidas y ésteres de restos alquilo (preferentemente metilo o etilo) o arilo.

Cuando el resto es hidroxilo se consideran también las sales del ácido con cationes monovalentes (preferentemente Na^{+} y K^{+}) y polivalentes (preferentemente Cu^{++} y Fe^{+++}), así como con compuestos orgánicos electropositivos como las aminas (por ejemplo etanolamina).

Se ha descubierto que estos productos poseen la capacidad de incrementar significativamente la asimilación de los nutrientes minerales, especialmente nitrógeno, magnesio y hierro, así como los procesos metabólicos asociados a estos elementos, como pueden ser la síntesis de proteínas, la síntesis de clorofilas y la fotosíntesis. Como consecuencia de todo esto, se ha descubierto que estos compuestos son capaces de incrementar el desarrollo vegetal y la calidad de los cultivos. Los compuestos de fórmula I pueden incluirse en el activador metabólico en cualquier proporción, si bien el contenido óptimo oscila entre el 1 y el 20%.

Los activadores metabólicos descritos en la presente invención pueden contener, además de los compuestos descritos en la formula I, uno o varios compuestos con actividad auxínica o precursores de la actividad auxínica como pueden ser el ácido indo) acético o el triptofano, o bien compuestos con actividad reguladora del crecimiento de las plantas como por ejemplo citoquininas, etileno, brasinoesteroides, poliaminas, ácido salicílico, ácido jasmónico, nucleotidos cíclicos, sacarosa, óxido nítrico y precursores o dadores de óxido nítrico y ácido abcísico. Estos componentes, tanto de un tipo como de otro, pueden incluirse en la formulación en cualquier proporción, si bien el porcentaje óptimo se sitúa entre el 1 y el 5% en peso.

Además, el activador metabólico de la presente invención puede contener uno o varios compuestos con la capacidad de inducir la actividad hormonal en las plantas como por ejemplo el indol, la adenina, la adenosina o el alcohol isopentanol. El contenido óptimo de estos componentes en el nuevo activador que aquí se describe se sitúa en un rango que oscila entre 1 y 5% en peso ,si bien puede aumentarse este contenido.

Adicionalmente, el activador puede incluir uno o varios compuestos con actividad estimulante del crecimiento de las plantas tales como sustancias húmicas, aminoácidos, extractos de algas marinas, lignosulfonatos, extratos de residuos vegetales compostados y vinazas o melazas de remolacha y de caña. Si bien estos componentes pueden incluirse en la formulación en cualquier proporción, el rango óptimo se sitúa entre el 1 y el 5% en peso.

Finalmente, también se pueden incluir como componentes del activador uno o varios nutrientes minerales. Así, puede añadirse nitrógeno, por ejemplo mediante la adición de amoniaco, nitrato amónico, urea, sulfato amónico o cualquier sal que contenga nitrógeno; fósforo, por ejemplo usando cualquier sal del ácido fosfórico, fosforoso, polifosfórico o pirofosfórico; potasio, por ejemplo usando hidróxido potásico, sulfato potásico, cloruro potásico, nitrato potásico o carbonato potásico, o cualquier sal que contenga potasio; magnesio, por ejemplo usando nitrato de magnesio, sulfato de magnesio o cualquier sal que contenga magnesio; calcio, por ejemplo usando nitrato de calcio, cloruro de calcio y cualquier sal que contenga calcio; azufre, por ejemplo usando sulfato amónico, sulfato de magnesio o cualquier sal o compuesto conteniendo azufre y oligolementos, por ejemplo usando las sales inorgánicas o compuestos orgánicos -quelatos- de hierro, cobre, manganeso, zinc, boro, molibdeno, titanio, níquel, silicio y cobalto. El rango óptimo de estos nutrientes minerales en el nuevo activador que aquí se describe se sitúa entre un 5 y un 10% en peso, si bien este contenido puede ser mayor.

Las formulaciones con propiedades activadoras a las que se refiere la presente invención se pueden formular en estado sólido, en disolución o en forma de líquido adsorbido en un sólido. En formulaciones sólidas, el sólido preferentemente es de tipo arcilla, tales como sepiolita, atapulgita, zeolita o bentonita; si bien también pueden usarse materias orgánicas, como por ejemplo turba; o polímeros orgánicos, como por ejemplo geles de poliacrilamida. En el caso de formulaciones líquidas, el disolvente preferente es agua. En ambos casos, el inerte sólido o el disolvente se añaden hasta completar el 100% en peso.

Para el caso de las formulaciones líquidas, la mezcla de los componentes en las proporciones descritas anteriormente se realiza en un reactor que puede ser de naturaleza plástica o acero inoxidable, con agitación de hélice. La mezcla se puede hacer a cualquier temperatura aunque es preferible hacerla en un rango situado entre 20 y 35ºC. Igualmente la mezcla se puede realizar a cualquier presión aunque la presión preferible es la presión atmosférica.

En formulaciones sólidas, los componentes se mezclan en un mezclador (cualquier mezclador serviría, por ejemplo un mezclador de palas o lodige). La mezcla se puede hacer a cualquier temperatura aunque es preferible hacerla en un rango situado entre 20 y 35ºC. Igualmente la mezcla se puede realizar a cualquier presión aunque la presión preferible es la presión atmosférica. Si alguno de los componentes es líquido, se aplicaría durante la mezcla pulverizándolo sobre los componentes sólidos. Las arcillas realizan el papel de compuesto absorbente.

El activador metabólico objeto de la presente invención se puede aplicar en cualquier rango de concentración, siendo la dosis óptima entre 1 y 100 mg l^{-1} (o kg^{-1}).

El producto se puede aplicar foliarmente sobre la parte aérea de las plantas, o vía radicular ya sea en formulaciones sólidas o en fertirrigación.

Ejemplos

Para clarificar el contenido de la presente invención, se presentan los siguientes ejemplos que en ningún caso deben ser considerados como limitantes de la invención.

En los ejemplos 1 a 4 se muestran diferentes activadores metabólicos de acuerdo con la presente invención. Todos ellos se obtienen por mezcla directa de los componentes indicados en cada caso a temperatura ambiente y con agitación continua. En el ejemplo 5 se muestra la actividad de la composición del ejemplo 1.

\newpage

Ejemplo 1 de formulación

10% del ácido HMTB en formulación líquida

90% agua

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 2 de formulación

15% del ácido HMTB en formulación líquida

3% hidróxido potásico

82% agua

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 3 de formulación

25% del ester metílico del ácido HMTB

75% Sepiolita polvo

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 4 de formulación

25% del ácido HMTB en formulación líquida al 88%

5% Sulfato de hierro (II) hidratado

70% agua

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 5 de formulación

20% HMTB formulación líquida al 88%

1% indol

5% ácidos fúlvicos

74% agua

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 6 de formulación

5% HMTB formulación líquida al 88%.

0.5% indol

10% urea

84.5% Sepiolita polvo

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 7 Efecto de la formulación del ejemplo 1 sobre la nutrición y desarrollo de plantas de pimiento cultivadas en hidroponía

Se realizó un ensayo consistente en el tratamiento de plantas de pimiento, -nutridas normalmente usando una solución nutritiva adecuada-, con una solución conteniendo HMTB según la formulación descrita en el ejemplo 1. La dosis final de HMTB fue de 50 (D1) y 100 (D2) mg l^{-1}.

Las plantas se cosecharon a las 4 semanas de comenzar el ensayo.

Se observaron los siguiente resultados:

- Efecto de activación nutricional

Efecto sobre la asimilación de Magnesio-nitrógeno-hierro (Mg-N-Fe)

Como se puede apreciar en la figura 1, se observaron incrementos muy significativos en la asimilación de estos nutrientes expresados por su mayor contenido en la parte aérea.

- Efecto sobre la asimilación de fósforo-calcio-potasio (P-Ca-K)

También se observaron incrementos significativos en la asimilación de P, Ca y K como se puede apreciar en la figura 2, aunque estos fueron menores que en el caso del Mg-N-Fe.

- Efecto de activación metabólica

Como consecuencia de estos aumentos nutricionales, se observaron incrementos significativos en el desarrollo de las plantas, tal como puede apreciarse en la figura 3.

Estos efectos sobre el desarrollo estuvieron acompañados de mejoras significativas de algunos procesos bioquímicos asociados como por ejemplo la síntesis de proteínas totales que quedan reflejados en la figura 4.

Claims

1. Formulación con la capacidad de mejorar la asimilación de nutrientes minerales y activar el metabolismo de dichos nutrientes en las plantas que contenga uno o varios compuestos de fórmula general:

ICH_{3}-S-CH_{2}-CH_{2}-CH(OR_{1})-COR_{2}

donde R_{1} se selecciona del grupo formado por hidrógeno, restos alquilo, preferentemente metilo o etilo, y arilo;

mientras R_{2} se selecciona del grupo formado por hidroxilo, amidas, ésteres de restos alquilo, preferentemente metilo o etilo, o arilo y, cuando el resto es hidroxilo, sales del ácido con cationes monovalentes, preferentemente Na^{+} y K^{+}, polivalentes, preferentemente Cu^{++} y Fe^{+++}, y compuestos orgánicos electropositivos como las aminas, preferentemente etanolamina.

2. Formulación según la reivindicación 1 en las que el contenido de compuesto de fórmula I, se sitúa en el rango 1-20% en peso.

3. Formulación según la reivindicación 1 que contiene el ácido 2 hidroxi-4 metiltiobutanoico (CH_{3}-S-CH_{2}-CH_{2}-CH(OH)-COOH) o sus sales con cationes monovalentes o polivalentes.

4. Formulación de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el compuesto o compuestos definidos según la formula general I, es formulado con uno o varios compuestos con actividad auxínica o precursores de la actividad auxínica.

5. Formulación de acuerdo a la reivindicación 4 en la que la concentración de los compuestos con actividad auxínica o precursores de la actividad auxínica se sitúa en el rango 1-5% en peso.

6. Formulación según la reivindicación 4 en la que los compuestos con actividad auxínica o precursores de la actividad auxínica se selecciona de entre ácido indol-acético y triptófano.

7. Formulación de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el compuesto o compuestos definidos según la fórmula general I, es formulado con uno o varios compuestos con actividad reguladora del crecimiento de las plantas.

8. Formulación de acuerdo con la reivindicación 7 en la que los compuestos con actividad reguladora del crecimiento de las plantas se sitúa en el rango 1-5% en peso.

9. Formulación de acuerdo con la reivindicación 7 en la que los compuestos con actividad reguladora del crecimiento de las plantas se seleccionan del grupo formado por citoquininas, etileno, brasinoesteroides, poliaminas, ácido salicílico, ácido jasmónico, nucleotidos cíclicos, sacarosa, óxido nítrico y precursores o dadores de óxido nítrico y ácido abcísico.

10. Formulación según la reivindicación 9, en las que el compuesto con actividad reguladora del crecimiento de las plantas es óxido nítrico o precursores del óxido nítrico.

11. Formulación de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el compuesto o compuestos definidos según la formula general I, es formulado con uno o varios compuestos con la capacidad de inducir la actividad hormonal en las plantas.

12. Formulación de acuerdo con la reivindicación 11 en la que la concentración de los compuestos que inducen la actividad hormonal se sitúa en el rango 1-5% en peso.

13. Formulación de acuerdo con la reivindicación 11 en la que los compuestos que inducen la actividad hormonal se seleccionan del grupo formado por indol, adenina, adenosina y alcohol isopentanol.

14. Formulación según la reivindicación 13, en la que el compuesto que induce la actividad hormonal es el indol.

15. Formulación de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el compuesto o compuestos definidos según la fórmula general I, es formulado con uno o varios compuestos con actividad estimuladora del crecimiento de las plantas.

16. Formulación de acuerdo con la reivindicación 15 en la que la concentración de los compuestos con actividad estimuladora del crecimiento de las plantas se sitúa en el rango 1-5%.

17. Formulación de acuerdo con la reivindicación 15 en las que los compuestos con actividad estimuladora del crecimiento de las plantas son seleccionados del grupo formado por sustancias húmicas, aminoácidos, extractos de algas marinas, lignosulfonatos, extratos de residuos vegetales compostados y vinazas o melazas de remolacha y de caña.

\newpage

18. Formulación de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el compuesto o compuestos definidos según la fórmula general I, además contiene uno o varios nutrientes minerales.

19. Formulación de acuerdo con la reivindicación 18 en las que la concentración de los nutrientes minerales se sitúa en el rango 5-10%.

20. Formulación de acuerdo a la reivindicación 18 en la que los nutrientes minerales se seleccionan de entre amoniaco, nitrato amónico, urea, sulfato amónico o cualquier sal que contenga nitrógeno; cualquier sal del ácido fosfórico, fosforoso, polifosfórico o pirofosfórico; hidróxido potásico, sulfato potásico, cloruro potásico, nitrato potásico, carbonato potásico, o cualquier sal que contenga potasio; nitrato de magnesio, sulfato de magnesio o cualquier sal que contenga magnesio; nitrato de calcio, cloruro de calcio o cualquier sal que contenga calcio; sulfato amónico, sulfato de magnesio o cualquier sal o compuesto conteniendo azufre; y sales inorgánicas o quelatos de hierro, cobre, manganeso, zinc, boro, molibdeno, titanio, níquel, silicio y cobalto.

21. Formulación según cualquiera de las reivindicaciones 1-20, que se pueden formular en estado líquido, sólido o líquido absorbido en materiales absorbentes.

22. Formulación de acuerdo con la reivindicación 21 en la que los materiales absorbentes se seleccionan de entre arcillas, materias orgánicas o polímeros orgánicos.

23. Formulación según la reivindicación 21 que se aplican en un rango de dosis de entre 1 y 100 mg l^{-1} (o kg^{-1}).