Existe un gran potencial para el uso de compuestos naturales -"extractos de plantas"- en la agricultura, como demuestran no solo las investigaciones en curso, sino la introducción y el uso de nuevos productos biológicos en la agricultura creados por estos extractos de plantas.
Los PDB representan una nueva generación de productos y un complemento ecológico a los productos agroquímicos ampliamente utilizados.
Los extractos vegetales se derivan de diferentes partes de las plantas, como las semillas, los frutos, las flores, los tallos, las hojas y las raíces, y pueden poseer compuestos antifúngicos, antimicrobianos y antiparasitarios que, a su vez, se utilizan para la fabricación de bioestimulantes y biopesticidas.
La aplicación de estos bioproductos podría ser beneficiosa para una producción sostenible debido a varias ventajas, como la baja toxicidad para los seres humanos y el medio ambiente, la mejora de la resistencia de las plantas cultivadas al estrés biótico y abiótico, el aumento de la producción y la calidad de los cultivos, así como la reducción del uso de fertilizantes minerales y pesticidas.
Un artículo publicado en 2021 en el Italian Journal of Agronomy ofrecía una visión general del impacto de los extractos/bioestimulantes de origen vegetal en los cultivos. En su investigación, Domenico Ronga (departamento de farmacia, Universidad de Salerno, Fisciano (SA), Italia), Katarzyna Godlewska (departamento de horticultura, facultad de ciencias de la vida y tecnología, Universidad de Ciencias Ambientales y de la Vida de Wrocław, Polonia) e Izabela Michalak (departamento de tecnologías avanzadas de materiales, facultad de química, Universidad de Ciencia y Tecnología de Wrocław, Polonia), descubrieron que las aplicaciones de los extractos/bioestimulantes de origen
Godlewska, K., Ronga, D., & Michalak, I. (2021). Extractos vegetales - importancia en la agricultura sostenible. Revista Italiana de Agronomía, 16(2).
Queda por investigar la composición detallada de los extractos de plantas, especialmente los utilizados en los recorridos de campo.
vegetal pueden tener un impacto beneficioso en el crecimiento, la productividad, la calidad y la tolerancia de las plantas a diversos estreses bióticos y abióticos.
"Los extractos/bioestimulantes de origen vegetal representan una nueva generación de productos y un complemento ecológico de los productos agroquímicos ampliamente utilizados", señalaron los autores. "En los próximos años podemos esperar que los bioestimulantes vegetales, que incluyen tanto sustancias naturales como sintéticas, así como inoculantes microbianos, no solo contribuirán de forma significativa a sistemas de producción de cultivos ecológica y económicamente sostenibles dentro de agroecosistemas más resistentes, sino que también pondrán la piedra angular de una futura agricultura sostenible a gran escala catalizada por la industria de base biológica".
Los extractos de plantas pueden actuar como bioestimulantes naturales del crecimiento de las plantas o como biopesticidas, porque representan una rica fuente de compuestos bioactivos. Sin embargo, la composición detallada de los extractos vegetales, especialmente los utilizados en los ensayos de campo, sigue sin investigarse.
"La composición química de la biomasa en sí se estudia mucho más a menudo que los extractos obtenidos", señalaron los autores del estudio. "En general, las propiedades estimulantes de los extractos vegetales se atribuyen a compuestos orgánicos como polifenoles, aminoácidos, hormonas vegetales y vitaminas, así como a micro y macroelementos".
Los extractos de plantas como productos fitosanitarios Los compuestos bioactivos extraídos de las plantas preservan la diversidad biológica de los depredadores, reducen la contaminación ambiental y los riesgos para la salud (Jeyapandi y Shunmugavelu, 2020). Presentan una gran eficacia contra una amplia gama de plagas y enfermedades, múltiples mecanismos de acción y una baja toxicidad contra los organismos no objetivo (Suteu et al., 2020). Los extractos vegetales provocan efectos antimicrobianos y actúan como mecanismos de defensa contra los microorganismos patógenos. La aplicación de extractos vegetales, especialmente ricos en aceites esenciales, puede ayudar en la prevención de enfermedades poscosecha (Kotzekidou et al., 2008; Koul y Walia,2009; Gurjar et al., 2012).
Extractos de plantas como insecticidas En 2021, Wilson R. Ravares, Maria do Carmo Barreto y Ana M.L. Seca, todos ellos del Centro de Ecología, Evolución y Cambios Ambientales (cE3c) / Grupo de Biodiversidad de las Azores y de la Facultad de Ciencias y Tecnología de la Universidad de las Azores, Portugal, realizaron una revisión bibliográfica e identificaron 95 plantas cuyos extractos presentan actividad insecticida y pueden utilizarse como biopesticidas. A partir de su revisión, afirman que la Azadirachta indica, la Capsicum annuum, la Nicotiana tabacum y la Tagetes erecta son las plantas más investigadas y tienen el potencial de ser opciones viables en la gestión natural de plagas.
"La Azadirachta indica mostró los resultados más prometedores y la Brevicoryne brassicae fue la especie de plaga más atacada, siendo probada contra los extractos acuosos y/o etanólicos de 23 plantas diferentes", señalaron los autores.
Sin embargo, es necesaria una mayor cooperación entre la investigación industrial y la académica para acelerar el desarrollo de nuevas soluciones ambientalmente seguras para la agricultura del futuro.
Protección bioinsecticida anecdótica El uso de extractos naturales de plantas como bioinsecticidas no es tan nuevo. Por ejemplo, los antiguos griegos y romanos creían que si se sembraban semillas justo antes de la luna nueva y después de mezclarlas con hojas de ciprés (Cupressus spp.) machacadas, las semillas quedarían protegidas de los gusanos. Uno de los documentos más antiguos de la India describe el uso de varias plantas para proteger los cultivos, como una mezcla en polvo de las raíces de cinco plantas (Aegle marmelos (L.) Corrêa, Clerodendrum phlomidis L.f., Gmelina arborea Roxb., Stereospermum chelonoides (L.f.) DC. (también conocida como Stereospermum suaveolens (Roxb.) DC.) y Oroxylum indicum (L.) Kurz) que se utilizaba para restablecer la salud de las plantas.
Los investigadores citan los siguientes ejemplos de uso tradicional de extractos de plantas como insecticidas en algunos países. Aunque en algunos casos se carece de pruebas científicas, la información demuestra el valor del conocimiento popular y proporciona a los científicos buenos puntos de partida en su búsqueda de fuentes prometedoras de nuevos compuestos naturales bioactivos con propiedades insecticidas.
• En Ghana las cáscaras de chile (Capsicum annuum L.) y de naranja (Citrus sinensis (L.) Osbeck) son conocidas por su efecto protector de los cultivos almacenados frente a las plagas de insectos, así como la Azadirachta indica A.Juss., Cymbopogon schoenanthus (L.) Spreng., Securidaca longipedunculata Fresen. y Senna sophera (L.) Roxb. (también conocida como Cassia sophera L.) [ref. 1]. • Los agricultores locales de Kenia utilizan brebajes acuosos de Azadirachta indica y Capsicum annuum para el control de plagas de insectos [ref. 2]. Además de los extractos acuosos también se utilizan cenizas de estiércol de vaca mezcladas con las plantas plaguicidas para proteger los cultivos almacenados.
• En Malawi y Zambia las prácticas culturales rurales contra las plagas de insectos implican el uso de plantas disponibles localmente conocidas por sus propiedades insecticidas y repelentes, como la Azadirachta indica, Bobgunnia madagascariensis (Desv.) J.H.Kirkbr. y Wiersema, Euphorbia tirucalli L., Nicotiana tabacum L., Tithonia diversifolia (Hemsl.) A.Gray, Toona ciliate M.Roem. y Tephrosia vogelii Hook.f., siendo la Tephrosia vogelii la planta más utilizada en ambas regiones [ref. 3 y 4]. Estas plantas son especialmente eficaces contra los gusanos de la cápsula y la araña roja, que afectan a los cultivos de tomate, y contra los pulgones, las polillas de espalda de diamante y los gusanos de la telaraña, que afectan a los cultivos de hortalizas crucíferas. Además, la Bobgunnia madagascariensis en polvo es popular en Malawi por sus propiedades molusquicidas [ref. 5].
• En Sri Lanka, las ramas de Croton laccifer L. son desprendidas de la planta y golpeadas para dañar sus hojas, lo que origina un fuerte olor que repele a los chinches del arroz presentes en los cultivos de arroz. Otra técnica utilizada para repeler estos bichos es quemar madera astillada de Cerbera manghas L. cerca de los campos de arroz [ref. 6]. • Algunas comunidades de la India almacenan sus cosechas en estructuras cilíndricas en forma de cesta hechas con hojas de Borassus flabellifer L. fuertemente tejidas para evitar la entrada de insectos. Además, se utilizan hojas de plantas locales conocidas por su acción disuasoria contra los insectos como revestimiento interior de la cesta, por ejemplo la Azadirachta indica, Psidium guajava L., Vitex negundo L. y Pongamia pinnata (L.) Pierre [ref. 7].
• Las comunidades indias del sur del país informan de otras técnicas de control de plagas, como la colocación de hojas de Azadirachta indica, Coriandrum sativum L., Leucas aspera (Willd.) Link o Pongamia pinnata como capas entre los sacos de cultivo apilados uno encima de otro en los almacenes. [ref. 8]. Los polvos de Acorus calamus L., Azadirachta indica y la lima (Citrus spp.) también pueden utilizarse con el mismo fin. • Las comunidades agrícolas rurales de Filipinas aplican los frutos y las hojas de Areca catechu L. suspendidos de vigas de madera en pequeños almacenes de arroz para repeler las plagas de insectos [ref. 9]. • Para controlar los daños de las plantaciones de algodón (Gossypium spp.) por el gusano de la cápsula (Helicoverpa armigera), los agricultores de Benín utilizan mezclas de Hyptis suaveolens (L.) Poit., Khaya senegalensis (Desv.) A.Juss. y Azadirachta indica para rociar las plantas de algodón [ref. 10]. • En Camerún el Cannabis sativa L. es utilizado por los agricultores de las plantaciones de cacao (Theobroma cacao L.) para controlar las plagas del cacao, en particular las poblaciones de insectos captores, siendo plantado junto a la planta de cacao para que actúe como elemento disuasorio de las plagas [ref. 11]. Además, el extracto acuoso de Cannabis sativa se obtiene de hojas frescas o secas machacadas y se aplica solo o en mezcla con otros extractos de plantas insecticidas locales (como Ceiba pentandra (L.) Gaertn., Erythrophleum ivorense A.Chev., Guibourtia tessmannii (Harms) J.Leonard, Nicotiana tabacum y Pachyelasma tessmannii (Harms) Harms). • En Uganda el uso de mezclas de varias partes de plantas (corteza, flores, hojas, raíces, semillas y tallos) de diferentes especies vegetales (Azadirachta indica, Cannabis sativa, Capsicum annuum L. (también conocida como Capsicum frutescens L.), Cupressus lusitanica Mill., Moringa oleifera Lam., Musa spp., Nicotiana tabacum, Tagetes erecta L., Tagetes minuta L. y Tephrosia vogelii) es común para la protección de los cultivos en el campo y almacenados [ref. 12]. En este caso se queman las plantas solas o mezclas de ellas para obtener cenizas vegetales que luego se aplican sobre los cultivos para controlar plagas de insectos como el barrenador del tallo (Busseola fusca), el gorgojo del plátano (Cosmopolites sordidus), la mosca de la judía (Ophiomyia phaseoli), la polilla del grano (Sitotroga cerealella), los barrenadores de la vaina (Maruca vitrata y Nezara viridula) y los pulgones (Aphis craccivora, Aphis fabae y Rhopalosiphum maidis). ●
La aplicación de extractos vegetales, especialmente ricos en aceites esenciales, puede ayudar en la prevención de enfermedades postcosecha
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