ES2222758T3 - Metodo para aumentar la productividad en plantas usando acido glutamico y acido glicolico. - Google Patents
Metodo para aumentar la productividad en plantas usando acido glutamico y acido glicolico.Info
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Abstract
Una composición que contiene ácido glutámico y ácido glicólico en un medio que actúe como vehículo, donde el vehículo es un pesticida, fungicida o nitrato de calcio.
Description
Método para aumentar la productividad en plantas
usando ácido glutámico y ácido glicólico.
La presente invención trata de forma general
sobre un proceso para incrementar la productividad en plantas. De
forma específica, el método trata sobre la forma de incrementar la
productividad en plantas mediante el tratamiento de las raíces,
semillas, tallos y/o follaje de plantas con composiciones que
contienen ácido glutámico y ácido poliglicólico o bien ácido
glicólico.
Diversos ácidos orgánicos y aminoacidos,
incluyendo el ácido glutámico y el ácido glicólico, presentan
utilidad en la estimulación del crecimiento de plantas. Por
ejemplo, en 1980, Tillberg (Physiol. Plant 50:
158-160) mostró que el crecimiento de la
lenteja de agua podía ser estimulado en un 10 al 20% al añadir
niveles bajos de ácido glicólico (30-220 ppm) al
medio de cultivo, aunque niveles de 380 ppm o mayores resultaban en
una inhibición en el crecimiento. Por otra parte, se ha mostrado
que los oligómeros del ácido glicólico que son hidrolizados a los
monómeros también estimulan el crecimiento de la lenteja de agua
(Kinnersley et al., U.S. Patent No. 4,813,997). Behrend
& Meteles (1975, Plant Physiol.
56:584-589) descubrieron que el ácido glutámico
aumentaba la tasa de crecimiento de cultivos celulares de tabaco,
tomate y zanahoria, sin embargo, los efectos de este aminoácido en
plantas intactas no está tan claro. Gorham (1950, Canadian J. of
Research 28: 356-381) descubrió que el ácido
glutámico (100 ppm) tenía un efecto negativo en el crecimiento de
plantas.
Aunque aumentar la tasa de crecimiento vegetativo
de las plantas es importante, es de todavía mayor importancia la
estimulación del crecimiento reproductivo que conlleva un mayor
rendimiento de frutos, vegetales, granos, etc. Así pues, se
necesitan composiciones de ácidos orgánicos que incrementen la
productividad de plantas, en particular que aumenten el crecimiento
reproductivo. La presente invención está dirigida a esta
necesidad.
US-A-5 814 582
describe una composición para mejorar la productividad de plantas
que contiene un componente ácido polimérico, por ejemplo un
copolímero aleatorio de residuos de ácido aspártico y residuos de
ácido glicólico o una proteína conjugada constituida por residuos
de ácido glutámico.
WO-A-980012 trata
sobre una composición agrícola que contiene ácido glicólico como
ingrediente activo y compuestos de iones metálicos como calcio
útiles en el control de crecimiento de cultivos.
US-A-3 679 392
describe un concentrado acuoso apropiado para disoluciones para
formar un rociador foliar estimulante del crecimiento de plantas que
contiene ácido glicólico.
US-A-5 439 873
trata sobre métodos para estimular el crecimiento de plantas
mediante el tratamiento de las plantas con compuestos orgánicos, por
ejemplo con aminoácidos como el ácido glutámico.
En uno de los aspectos de la invención, se
proporciona un método para tratar una planta con una composición
que contiene ácido glutámico y ácido glicólico. El método es eficaz
para aumentar la productividad de la planta, incluyendo el aumento
del crecimiento de las plantas, el incremento de la madurez de los
frutos y el aumento de la resistencia las plantas a las enfermedades
y a otras situaciones de estrés.
En otro aspecto de la invención, se proporciona
un método para el tratamiento de una planta que comprende el
tratamiento de la planta con una composición que contiene ácido
glutámico y ácido glicólico en cantidades efectivas para aumentar
la productividad de la planta.
En otro aspecto adicional de la invención, se
proporciona un método para el tratamiento de una planta con una
composición que contiene ácido glutámico, ácido glicólico y una sal
de calcio. Las sal de calcio es preferiblemente nitrato de
calcio.
Otro aspecto de la invención trata sobre un
método para el tratamiento de una planta que comprende el
tratamiento de la planta con una composición que contiene ácido
glutámico y un ácido poliglicólico con la siguiente fórmula:
HO-[CH_{2}CO_{2}]_{n}-CH_{2}CO_{2}H
donde n =
1-10
la composición puede contener
además una sal de calcio, preferiblemente nitrato de
calcio.
Otro aspecto a la invención proporciona
composiciones que contienen ácido glutámico y ácido glicólico en un
medio que actúa como vehículo, donde el vehículo es un pesticida,
fungicida o nitrato de calcio.
En otro aspecto adicional de la invención, se
proporciona una composición contiene ácido glutámico y ácido
poliglicólico con la siguiente fórmula:
HO-[CH_{2}CO_{2}]_{n}-CH_{2}CO_{2}H
donde n =
1-10
Uno de los objetivos de la invención consiste en
proporcionar un método para el tratamiento de plantas que
incremente la productividad de las plantas.
Otro objetivo adicional de la invención consiste
en proporciona una composición con propiedades que conduzcan a un
incremento de la productividad de la planta.
Otros objetivos y ventajas de la presente
invención se verán claros a partir de la siguiente descripción.
La Fig 1 muestra el efecto del AuxF06 (una
composición de ácido glutámico y ácido glicólico) en combinación
con nitrato de calcio sobre el rendimiento de tomates del tipo Tiny
Tim. Panel izquierdo: tomates de las plantas de control; Panel
derecho: tomates de las plantas tratadas con 300 ppm de AuxF06 y 300
ppm de nitrato de calcio.
La Fig 2 muestra el efecto del AuxF06 sobre la
resistencia de plantas de lechuga a la infección por hongos. Panel
superior izquierdo: plantas de col no inoculadas utilizadas como
control; Panel superior derecho: plantas de col inoculadas con
Botrytis; Panel inferior izquierdo: plantas de col tratadas con 2
oz/A (141 g/ha) de AuxF06 e inoculadas con Botrytis; Panel inferior
derecho: plantas de col tratadas con 16 oz/A (1.1 kg/ha) de Benlate®
inoculadas con Botrytis.
La Fig 3 representa un gráfico de barras que
muestra el peso seco de las plantas de col después de ser tratadas
con AuxF06. El Panel superior representa las plantas de col que
fueron regadas apropiadamente (es decir, no sometidas a condiciones
de sequía) y el Panel inferior representa las plantas de col que
fueron sometidas a estrés hídrico y posteriormente rehidratadas. Las
barras en cada panel representan, de izquierda a derecha, control no
tratado, tratamiento con AuxF06 a 1 oz/A (71 g/ha), tratamiento con
AuxF06 a 2 oz/A (141 g/ha) y tratamiento con AuxF06 a 4 oz/A (282
g/ha). El Panel inferior representa las plantas de col que fueron
sometidas a estrés hídrico.
La Fig 4 representa un gráfico de barras que
muestra el porcentaje de semillas de petunia germinadas recubiertas
con AuxF06 en función del número de días después de la siembra
(DAP). Las barras en primer plano representan los controles no
tratados (NTC) mientras que las barras en segundo término
representan las petunias germinadas después de haber sido tratadas
con 5,000 ppm de AuxF06.
La Fig 5 representa un gráfico de barras que
muestra el porcentaje de semillas de algodón germinadas recubiertas
con una solución de AuxF06/polivinil pirrolidona en función del
número de días después de la siembra. Las barras en primer término
representan los controles no tratados (NTC) mientras que las barras
en segundo término representan las semillas tratadas con 5,000 ppm
de AuxF06.
Con el propósito de fomentar la comprensión de
los principios de la invención, se hará referencia ahora a los
ejemplos de realización preferidos y se utilizará lenguaje
específico para describirlos. De todas formas se entenderá que no se
pretende limitar de ninguna forma el alcance de la invención, y que
las alteraciones y posteriores modificaciones de la invención, y
las aplicaciones posteriores de los principios de la invención tal
como se ilustran aquí se contemplan como lo que ocurriría
normalmente a una persona con experiencia en la técnica en lo que
se refiere a la invención.
La presente invención trata sobre un método para
el tratamiento de plantas mediante el tratamiento de la planta con
una composición que contiene ácido glutámico y ácido glicólico o
bien ácido poliglicólico. El ácido poliglicólico tiene la siguiente
fórmula:
HO-[CH_{2}CO_{2}]_{n}-CH_{2}CO_{2}H
donde n =
1-10
La composición de la presente invención tiene
propiedades dirigidas a aumentar la productividad en plantas. Por
ejemplo, mediante la combinación de ácido glutámico y ácido
glicólico o bien ácido poliglicólico, ocurre una inesperado aumento
en la estimulación del crecimiento de la planta, respecto al que es
posible utilizando sólo uno de los ácidos en solitario. Las
composiciones también son muy efectivas en el incremento del
crecimiento reproductivo de la planta, el incremento de la
maduración de los frutos, la germinación de las semillas, y la
protección de la planta de enfermedades y otras situaciones de
estrés. Así pues, las composiciones pueden permitir una cosecha más
temprana del producto recolectable. De forma opcional, se incluyen
sales de calcio que mejoran la eficacia del tratamiento dirigido a
las plantas.
El ácido glutámico y el ácido glicólico se pueden
obtener comercialmente o se pueden sintetizar mediante los métodos
conocidos en el campo de la técnica. El ácido glutámico también
puede aislarse a partir de fuentes naturales mediante métodos
conocidos en la técnica. Se puede utilizar cualquier forma de ácido
glutámico, incluyendo diversas sales de ácido glutámico, incluyendo
las sales monsódicas.
Las concentraciones de ácido glutámico y ácido
glicólico en las composiciones y las cantidades de las
composiciones que son efectivas para incrementar la productividad
de la planta dependerá de diversos factores, incluyendo el tipo de
planta, la cantidad de plantas tratadas, y si se desea en un
incremento en la maduración, un incremento en el crecimiento de la
planta, o bien un incremento en la resistencia a enfermedades. Las
concentraciones y cantidades deseadas pueden ser determinadas por
cualquier persona con experiencia en la técnica. Típicamente, las
composiciones incluyen desde alrededor de 0.5 ppm hasta alrededor
de 5,000 ppm de ácido glicólico, y desde alrededor de 0.5 ppm hasta
alrededor de 5,000 ppm de ácido glutámico, pero preferiblemente
incluyen desde alrededor de 0.5 ppm hasta alrededor de 2,500 de
ácido glicólico, y desde alrededor de 0.5 ppm hasta alrededor de
2,500 ppm de ácido glutámico, y preferiblemente, incluyen desde
alrededor de 50 ppm hasta alrededor de 500 de ácido glicólico, y
desde alrededor de 50 ppm hasta alrededor de 500 ppm de ácido
glutámico, estando todas estas cantidades expresadas respecto a
peso/volumen. También es preferible que las composiciones estén
compuestas de una composición 1:1 de los componentes. Una
composición 1:1 se define aquí como una composición que tiene pesos
iguales de los componentes individuales o volúmenes iguales de las
soluciones que contienen los componentes individuales, con tal que
las soluciones tengan la misma concentración.
La composición puede contener ácido glutámico,
ácido glicólico y una sal de calcio. Se puede utilizar cualquier
sal de calcio, incluyendo cloruro y sulfato. De todas formas, se
prefiere el nitrato de calcio. La adición de la sal de calcio a una
composición que contienen ácido glicólico y ácido glutámico puede
incrementar todavía más la productividad de la planta. Por ejemplo,
la adición de nitrato de calcio a una composición que contiene
ácido glutámico y ácido glicólico incrementa el crecimiento
reproductivo de la planta y puede incrementar la maduración
temprana de los productos recolectables, incluyendo los frutos, en
mayor extensión que la misma composición sin nitrato de calcio.
En las composiciones que incluyen una sal de
calcio, como nitrato de calcio, la sal se haya presente típicamente
en cantidades de alrededor de 100 ppm hasta alrededor de 10,000
ppm, pero pueden variar dependiendo de la aplicación.
De forma alternativa, la composición puede
incluir ácido glutámico y polímeros de ácido glicólico (ácido
poliglicólico) que tienen la siguiente fórmula:
HO-[CH_{2}CO_{2}]_{n}-CH_{2}CO_{2}H
donde n =
1-10
La composición también puede incluir ácido
glutámico y una solución acuosa al 70% de ácido glicólico que
contenga niveles bajos de oligómeros, en los cuales
n=2-4.
En un ejemplo de realización relacionado, la
composición incluye además una sal de calcio, preferiblemente
nitrato de calcio, tal como se ha discutido anteriormente para la
composición que contiene ácido glutámico y ácido glicólico.
El ácido poliglicólico se puede obtener
calentando el ácido glicólico monomérico a presión reducida y a una
temperatura elevada tal como se describe en la U.S. Patent No.
4,813,997, que se incorpora aquí como referencia. La condensación
lineal de polímeros de ácido glicólico es de la mayor utilidad en la
práctica de esta invención. La mezcla de polímeros obtenida por
calentamiento del ácido glicólico monomérico a presión reducida
puede utilizarse sin que sea necesaria su purificación. Sin
embargo, la mezcla polimérica puede separarse en sus componentes
mediante diversas técnicas de fraccionamiento conocidas en el campo
de la técnica, si así se desea. Además, pueden aparecer de forma
natural pequeñas cantidades de ácido glicólico polimerizado en
soluciones acuosas concentradas de ácido glicólico. La fuente más
conveniente de ácido glicólico, en cuanto a su coste, es una
solución al 70% de ácido glicólico, fabricada por DuPont, que
contiene un 6-8% de dímeros de ácido glicólico.
Las concentraciones de ácido glutámico y de ácido
poliglicólico y la cantidad de composición que es eficaz en el
incremento de la productividad de la planta dependerán de varios
factores, tal como se ha discutido anteriormente. Típicamente, las
composiciones incluyen desde alrededor de 0.5 ppm hasta alrededor
de 5,000 ppm de ácido glutámico, y desde alrededor de 0.5 ppm hasta
alrededor de 5,000 ppm de ácido poliglicólico, pero preferiblemente
incluyen desde alrededor de 0.5 ppm hasta alrededor de 2,500 de
ácido glutámico, y desde alrededor de 0.5 ppm hasta alrededor de
2,500 ppm de ácido poliglicólico, y preferiblemente, incluyen desde
alrededor de 50 ppm hasta alrededor de 500 de ácido glutámico, y
desde alrededor de 50 ppm hasta alrededor de 500 ppm de ácido
glutámico. También es preferible que las composiciones estén
compuestas de una composición 1:1 de los componentes. En las
composiciones que incluyen una sal de ácido nítrico, como nitrato
de calcio, la sal se halla presente típicamente en
cantidades de desde alrededor de 100 ppm hasta alrededor de 10,000 ppm.
cantidades de desde alrededor de 100 ppm hasta alrededor de 10,000 ppm.
Las composiciones se pueden combinar con un medio
que actúe como vehículo, tal como se conoce en el campo de la
técnica. Por ejemplo, las composiciones pueden estar en agua,
incluyendo agua destilada y agua corriente, una solución
fertilizante, u otra solución pesticida. El pesticida puede ser un
pesticida químico o biológico (natural) tal como se conoce en el
campo de la técnica, incluyendo fungicidas, bactericidas y
anti-víricos. Los pesticidas incluyen antibióticos
como estreptomicina y bactericidas biológicos como Pseudomonas
fluoroscens comencializada como protector frente a la marchitez
A506. Cualquier persona con experiencia en la técnica estará
familiarizado con las distintas soluciones fertilizantes y
pesticidas que pueden utilizarse. Sin embargo, las composiciones de
la presente invención son más sencillas cuando se combinan con
agua.
La presente invención también proporciona una
composición para el tratamiento de plantas que contiene ácido
glutámico y ácido glicólico en un medio que actúe como vehículo,
donde el vehículo es un pesticida, fungicida o nitrato de
calcio.
Otro aspecto adicional de la invención también
proporciona una composición que contiene ácido glutámico y ácido
poliglicólico. Esta composición puede contener además una sal de
calcio, como nitrato de calcio, tal como se ha descrito
anteriormente.
La presente invención también proporciona un
método para el tratamiento de plantas que comprende el tratamiento
de la planta con una composición que contiene ácido glutámico y
ácido glicólico o bien ácido poliglicólico, donde el ácido
poliglicólico tiene la siguiente fórmula:
HO-[CH_{2}CO_{2}]_{n}-CH_{2}CO_{2}H
donde n =
1-10
La composición que contiene ácido glutámico y
bien ácido glicólico o ácido poliglicólico (o ácido glicólico y
bajos niveles de dímeros de ácido glicólico tal como se discutido
anteriormente), se aplica preferentemente en cantidades que sean
eficaces para incrementar la productividad de la planta tal como se
descrito anteriormente.
El método y la composición de la presente
invención pueden utilizarse para aumentar tanto el crecimiento
reproductivo como el crecimiento vegetativo de la planta. El método
y la composición de la presente invención pueden utilizarse para
tratar plantas recreativas, plantas decorativas, árboles o cosechas,
y es particularmente eficaz para el tratamiento de cosechas
comerciales. Algunos ejemplos de plantas y cosechas que pueden ser
tratados en la presente invención incluyen monocotiledóneas, como
la lenteja acuática, maíz y césped (incluyendo ray grass inglés,
césped del tipo Bermuda, césped del tipo blue grass, festuca), y
dicotiledóneas, incluyendo crucíferas (como la colza, los rábanos y
la col) y solanáceas (incluyendo pimientos verdes, patatas y
tomates). Las composiciones de la presente invención se aplica
típicamente a las raíces, tallos, semillas y/o follaje de la
planta. Cuando se aplican las composiciones, como por ejemplo en
una aplicación foliar, se puede utilizar un pulverizador manual y
las composiciones se aplican hasta que goteen. La expresión "se
aplican hasta que goteen" se define generalmente como un volumen
de alrededor de 100 galones/acre (65 l/hectárea). Sin embargo, las
composiciones también pueden aplicarse de forma hidropónica (como en
el Ejemplo 1), como en un sistema de rociado de suelo o como
recubrimientos de semillas.
Los métodos y composiciones de la presente
invención también pueden utilizarse para proteger las plantas de
enfermedades. Por ejemplo, el tratamiento de las plantas con
composiciones que contienen ácido glutámico y ácido poliglicólico o
bien ácido glicólico ayuda a las plantas a resistir la infección de
enfermedades causadas por, por ejemplo, hongos (incluyendo el
mildiu tardío, la enfermedad del oídio, Pythium,
Rhizoctonia y Fusarium), bacterias (incluyendo
Erwinia y Pseudomonas) y virus (incluyendo el virus
del mosaico de tabaco y el virus del mosaico de la calabaza).
Los métodos y composiciones de la presente
invención pueden utilizarse además para estimular la germinación de
la semilla tal como se muestra en los Ejemplos 11, 12 y 13. Por
ejemplo, los métodos y composiciones de la presente invención
pueden incrementar la velocidad de germinación de la semilla y/o
pueden incrementar también el número total de semillas que
germinan.
Ahora se hará referencia a ejemplos específicos
que utilizan los procesos descritos anteriormente. Se entiende que
los ejemplos se proporcionan para describir de una forma más
completa los ejemplos de realización preferidos, y que, así pues,
no pretenden ninguna limitación al alcance de la invención.
Se hizo crecer lenteja acuática (Lemna Minor L)
siguiendo el procedimiento general descrito por Kinnersley (U.S.
Patent No. 5,439,873). Se llevaron a cabo una serie de experimentos
en los cuales se añadieron ácido glicólico, ácido poliglicólico, y
ácido glutámico al medio de cultivo de forma separada y de forma
conjunta, y se determinó su efecto sobre el crecimiento de la
lenteja acuática.
Los resultados en la Tabla 1 muestran que la
adición de 500 ppm de ácido glutámico incrementaron el peso en seco
de la lenteja acuática en 1.1 mg respecto al control, y que el
ácido poliglicólico (1000 ppm) incrementó en peso en seco en 11.5
mg. A partir de estos resultados, la adición conjunta de 500 ppm de
ácido glutámico y 1000 ppm de ácido poliglicólico al medio deberían
incrementar el peso en seco en 12.6 mg. El incremento real, 38.1 mg,
fue tres veces mayor que el incremento esperado. Siguiendo un
razonamiento similar, se puede ver que las mezclas de ácido
glicólico y ácido glutámico incrementan el crecimiento de la planta
por encima de lo esperado a partir de la actividad de los ácidos en
solitario.
Se llevó a cabo un segundo experimento con
lenteja acuática, en el cual se examinó el efecto del ácido
poliglicólico en combinación con hidrolisado de caseína. El
hidrolisado de caseína utilizado fue un digerido enzimático
(N-Z-amina) obtenido de Sigma
Chemical Company, (St. Louis, MO) que contenía un 18.58% de ácido
glutámico. Los resultados de este experimento se muestran en la
Tabla 2.
El medio utilizado contenía 5 g/L de glucosa
además del fertilizante que se estaba utilizando, tal como se ha
descrito en el ejemplo anterior.
Los resultados de la Tabla 2 muestran que cuando
se añadió hidrolisado de caseína al medio, aumentó el crecimiento
de la planta, tal como muestra el incremento de 14 mg en el peso de
la planta. La adición de ácido poliglicólico incrementó la tasa de
crecimiento, tal como muestra el aumento en 15 mg en el peso de la
planta. Así pues, se esperaba que la adición de caseína y ácido
poliglicólico de forma conjunta provocara un incremento en el peso
de la planta de 29 mg (es decir, 15 mg + 14 mg). Sin embargo, el
incremento real fue de 52 mg, un 79% mayor que el incremento
esperado.
Se hicieron crecer tomates del tipo Tiny Tim en
un invernadero y se trataron con tres aplicaciones foliares de
mezclas de ácido glutámico y ácido glicólico, haciéndose las
primeras aplicaciones a los primeros indicios de aparición del
fruto. La segunda y tercera aplicaciones se hicieron una semana
después de la primera aplicación y a la semana siguiente se recogió
el fruto maduro de cada planta. Los resultados que aparecen a
continuación muestran el número promedio de frutos maduros por
planta, el número promedio de frutos maduros que pesaron más de 10
g por planta, y el peso total del fruto maduro recogido en cada
tratamiento. Cada tratamiento y control se repitió cuatro veces con
tres plantas en tiesto por repetición.
Los resultados de la Tabla 3 muestran las mezclas
de ácido glutámico y ácido glicólico (conteniendo cada una 100 ppm
GLU/AG (50 ppm GLU con 50 ppm AG) o 300 ppm GLU/AG (150 ppm GLU con
150 ppm AG)) incrementaron el número y el peso de tomates maduros
en más de tres veces cuando se aplicaron a las plantas los ácidos
foliarmente. También aumento el número de frutos grandes en las
plantas tratadas. Se utilizó la prueba del rango múltiple de Duncan
para analizar la significación estadística de los resultados, y se
encontró que todos los incrementos fueron estadísticamente
significativos, tal como se indica mediante las diferentes letras
que siguen a los tratamientos. Una letra distinta de la del control
significa una diferencia estadística con una probabilidad del 95% o
mayor.
Se llevó a cabo un segundo experimento con
tomates utilizando una cantidad menor de mezclas de ácido
glutámico/glicólico y tratando plantas de siete semanas de edad con
una única aplicación, dada en el momento en que aparecen los frutos.
Un mes después de que se diera el tratamiento, se recogieron todos
los frutos de las plantas y se pesaron, y los resultados se
muestran a continuación en la Tabla 4, expresándose los resultados
como tanto por ciento del control.
\vskip1.000000\baselineskip
Los resultados muestran que la composición de
ácido glutámico (GLU)/ácido glicólico (AG) a 100 ppm (es decir, 50
ppm de GLU con 50 ppm AG) y 50 ppm GLU/AG (es decir, 25 ppm de GLU
con 25 ppm AG) aumentaron la cantidad de tomates extra grandes
alrededor del 150%. La productividad total de tomates incrementó de
forma significativa en un 123% cuando a las plantas se les dieron
100 ppm de la mezcla de ácidos. Los experimentos con tomates
muestran que la presente invención puede utilizarse para
incrementar la maduración temprana de los tomates, para incrementar
el tamaño medio de los tomates, y para aumentaron el rendimiento en
tomates total de las plantas.
Se hicieron crecer pimientos picantes de
Tailandia (Park Seed, Greenwood, S.C.) a partir de sus semillas, y
se trataron con mezclas de partes iguales de ácido glutámico (GLU)
y bien ácido glicólico (AG) o ácido poliglicólico (APG). Se
aplicaron tratamientos foliares tres veces en intervalos de una
semana empezando con el primer signo de formación del fruto una vez
las plantas tuvieron seis semanas de edad. Se recogieron los
pimientos una semana después del tercer tratamiento y se determinó
el número promedio de pimientos y el peso de los pimientos para
cada réplica.
Los resultados muestran que mezclas 1:1 de ácido
glutámico (GLU) y ácido glicólico (AG) o ácido poliglicólico (APG)
incrementaron tanto el número de pimientos como el peso total de
pimientos recogidos por planta. Las mejores respuestas encontraron
con los niveles más bajos de mezclas.
Se repitió el procedimiento seguido en el Ejemplo
3, pero utilizando niveles más bajos de las mezclas de ácidos en
los experimentos, y los pimientos recogidos separaron acuerdo con
tamaño. Los resultados demuestran en la Tabla 6.
Los datos de la Tabla 6 muestran los valores
promedio y las respectivas desviaciones estándar de las tres
repeticiones. Cada réplica consistió en tres plantas con una
cantidad similar de floración.
Los resultados del Ejemplo 5 muestran que niveles
bajos de la mezcla bioactiva (menos de 1 oz de ingredientes
activos/acre - 71 g/hectárea) incrementaron de forma significativa
el crecimiento reproductivo, tal como muestran los grandes
incrementos en el número promedio de pimientos/planta. El mayor
número de pimientos grandes y totales fueron significativamente
distintos a 0.99 y 0.90 respectivamente.
Se hicieron germinar semillas de col de Morris
(Seedway, Elizabethtown, PA) en macetas 5'' x 5'' (12.7 cm x 12.7
cm) que contenían tierra para macetas de tipo "Bacto". Cada
tratamiento consistió en tres repeticiones y cada repetición
incluyo dos macetas con diez plantas/maceta. Después de siete días,
las semillas de col se rociaron con una mezcla a partes iguales de
ácido glutámico (GLU) y ácido glicólico (AG) equivalente a 1
oz/acre (146.2 ml/hectárea). Se hicieron dos aplicaciones
adicionales dos y tres semanas después de la siembra. Las plantas
se cosecharon después de cuatro semanas y se determinaron los presos
frescos. Los resultados demuestran a continuación en la Tabla
7.
Se llevó cabo un segundo experimento con una
variedad de col diferente (col del tipo Heads-Up,
Harris Seeds, Rochester, NY) que se cultivó siguiendo el
procedimiento descrito en el Ejemplo 6, excepto en que el número de
plantas de col por maceta se redujo a 6. En este segundo
experimento, se comparó la eficacia de la composición de esta
invención en la promoción del crecimiento de la col utilizando
ácido glicólico en forma líquida o sólida en mezclas con ácido
glutámico. El ácido glicólico en forma sólida empleado fue Glypure™,
una fuerte cristalina de ácido glicólico de alta pureza de DuPont.
El ácido glicólico en forma líquida empleado fue una solución
acuosa al 70% de ácido glicólico que contenía alrededor del
6-8% de ácido diglicólico y pequeñas cantidades de
oligómeros mayores. El ácido glicólico en forma líquida también se
obtuvo de DuPont.
Los presos frescos y secos de las plantas de col
tratadas con las diferentes formulaciones se muestran a
continuación en la Tabla 8. Los resultados muestran que tanto las
composiciones que contienen ácido glicólico en forma líquida o
sólida incrementar los pesos frescos y secos de forma significativa
en comparación con los controles.
Se llevó cabo un tercer experimento con tomates
utilizando tomates del tipo Tiny Tim que hicieron crecer en macetas
de plástico negro de 4'' (10.2 cm). Cada tratamiento incluyo tres
réplicas y cada réplica incluía tres plantas. A las plantas se les
dieron dos tratamientos foliares separados por un intervalo de una
semana, dándose el primer tratamiento cuando las plantas tenían seis
semanas de edad. Las plantas se cosecharon una semana después del
segundo tratamiento y se determinó el número y el peso de los
frutos maduros y no maduros. Los resultados se muestran en la Tabla
9. La Figura 1 muestra el rendimiento en frutos tomado partido de
una única réplica de plantas tratadas y no tratadas. AuxF06 es la
forma en que la compañía designa la mezcla de ácidos glutámico y
glicólico que es sujeto de la invención.
Los resultados muestran que las mezclas a partes
iguales de ácido glicólico (AG) y ácido glutámico (GLU) aumentan la
productividad total de tomates en un 21% e incrementan la
productividad de frutos maduros en un 290%. La adición de 3,000 ppm
de CaNO_{3} a la mezcla de ácidos incrementa los efectos de forma
significativa.
Se utilizaron plantas de lechuga para demostrar
el valor de la presente invención en la protección de plantas de
enfermedades. Se plantaron semillas de lechuga de hoja verde del
tipo Waldmann/Grand Rapids a una profundidad de 1/4'' (0.64 cm) a
1/2'' (1.27 cm) en tres filas de 20'' (50.8 cm) por bandeja. Las
bandejas medían 20'' x 10'' x 2'' (50.8 cm x 25.4 cm x 5.1 cm) y se
rellenaron hasta arriba con una mezcla para macetas mejorada con
fertilizante iniciador. Después del brote, se redujo la densidad de
las plántulas hasta 25 plantas por fila (75 plantas/bandeja). El
sobreagrupamiento tenía la intención de aumentar el crecimiento del
Botrytis y la infección. Se prepararon cuatro réplicas y los
tratamientos fueron organizados de forma aleatoria. Las plantas se
dejaron crecer hasta casi alcanzar la madurez para disminuir así la
distancia entre las filas y permitir que hubiera suficientes restos
de hojas senescentes para una buena colonización saprofítica
después de la inoculación. El primer tratamiento foliar con la
sustancia de prueba tuvo lugar ocho días antes de la inoculación y
el segundo tratamiento tuvo lugar ocho días después de la
inoculación. La lechuga se cosechó diez días después de la segunda
aplicación. La lechuga se trató con Benlate®, un fungicida, o con
mezclas de ácido glutámico y ácido glicólico que se dieron a las
plantas en forma de aplicación foliar, o bien se dejaron sin
tratar. Ocho días después de los tratamientos, la lechuga se
inoculó con Botrytis. Se dio un segundo tratamiento a las plantas
ocho días después de la infección y se cosecharon diez días después
de tratamiento. Durante la cosecha, las plantas fueron puntuadas en
una escala de 0 a 100, donde 0 representa el menor daño y 100
representa el mayor daño de infección por hongos. Los resultados de
esta clasificación se muestran en la Tabla 10.
La Figura 2 muestra plantas representativas de
los tratamientos en la Tabla 10. Las lesiones decoloradas en los
tallos de las plantas infectadas indican la severidad de la
infección por hongos. El control no tratado (CNT) que no fue
inoculado con Botrytis no mostró signos de infección. Las lechugas
tratadas con la mezcla de ácido glutámico y ácido glicólico
(AuxF06) resistieron la infección con una tasa de éxito mucho
mayor.
Se investigó la utilidad de la presente invención
en la protección de plantas frente al estrés hídrico en una
experimento invernadero con coles del tipo
Heads-Up. Se compraron semillas de col del tipo
Heads-Up (lote #79739-9c, 92% germ
9-97) de Harris Seeds Inc. y se plantaron en placas
de 6 x 12 pocillos.
Las plántulas se transplantaron en el estado de
una sola hoja verdadera a macetas de medio galón, a razón de dos
por maceta. Las plantas recibieron el primer tratamiento de
pulverización a una razón de aproximadamente 2.5 ml por planta
cuando hubieron alcanzado una media de 7 hojas verdaderas por
planta. El segundo tratamiento se aplicó cinco días después, justo
después del último regado de las plantas a someter al tratamiento
de sequía. Se evaluó el contenido de humedad del suelo al iniciar
el tratamiento de sequía. La representación de los puntos de
humedad del suelo dio un patrón de distribución "Normal"
prácticamente perfecto. El tratamiento de sequía se llevó a cabo
mediante privación del agua hasta que se percibió claramente una
marchitez grave, pero sin pasar el punto de marchitez permanente.
Siete días después del inicio del tratamiento de sequía, se regaron
las macetas, terminando tratamiento de sequía. Veinticuatro horas
después del fin del tratamiento de sequía se cosecharon las
plantas. Se midieron los pesos frescos y secos de todas las plantas.
Los resultados se muestran en el gráfico de barras de la Figura 3.
Como resultado del tratamiento de sequía, las plantas control no
tratadas pesaron un promedio de 7.0 g o alrededor de un 10% menos
que el peso promedio de las plantas bien regadas no sometidas al
tratamiento de sequía, que pesaron un promedio de 7,8 g. A pesar de
tratamiento de sequía, las plantas de col tratadas con la
composición de la invención (designadas "F06" en la figura)
incrementaron en peso. Las letras encima de cada barra del tráfico
denotan significación estadística. El análisis estadístico de los
resultados muestra que, aunque la razón más efectiva de F06 (2
oz/A) (141 g/hectárea) incrementó el peso de las coles de las
plantas bien regadas en un 6.4% la diferencia no fue significativa.
Cuando las plantas se sometieron a estrés hídrico, el incremento
comparable en peso fue del 2.9% y altamente significativo. Las
plantas tratadas con F06 a 1 oz/A (71 g/ha) y 4 oz/A (282 g/ha)
también pesaron significativamente más que los controles, después
del estrés hídrico. Estos resultados muestran la efectividad de la
presente invención en la prevención de la pérdida de rendimientos
agrícolas debidos al estrés hídrico.
Se estudió el efecto de la composición esta
invención sobre la germinación de semillas en una experimento en
placas de Petri. Se colocó un único papel de filtro Whatman
(Maidstone, UK) en cada placa de Petri y se añadieron 5 ml de
solución del tratamiento a cada placa. Seguidamente se añadieron 130
semillas de césped del tipo Kentucky Blue Grass a cada placa.
Después de seis días, se contó el número semillas germinadas en cada
placa de Petri, mostrándose los resultados a continuación en la
Tabla 11.
Los resultados muestran que el tratamiento que
contiene 100 ppm peso/volumen de solución de ácido
glutámico/glicólico incrementó la germinación un 260% por encima de
los controles. El ácido glicólico utilizado en este experimento fue
Glypure™ cristalino de DuPont.
La composición de ácido glutámico/ácido glicólico
utilizado en el ejemplo previo se mezcló con
polivinil-pirrolidona (Sigma Chemicals, St. Louis,
Missouri) para formar la mezcla que se utilizó para recubrir la
semillas. La semillas comerciales a menudo se recubren con
pesticidas y otros agentes para aumentar la viabilidad de las
plántulas germinadas. En este experimento, se fabricó una solución
recubrimiento a partir de una solución que contenía 5,000 ppm
peso/volumen de ácido glutámico/ácido glicólico con 24 g de
polivinil-pirrolidona. La mezcla se utilizó para
recubrir semillas de petunia (Ultra Red Star, Goldsmith Seed,
Gilray, CA) de la forma que se describe a continuación: se
colocaron aproximadamente 1000 semillas de petunia en un plato
pequeño y se vertieron 2-3 ml de solución de
recubrimiento sobre las semillas. Se removió la mezcla con las
semillas hasta que todas ellas estuvieron recubiertas
(2-4 minutos). La suspensión de semillas se vertió
entonces sobre una superficie absorbente para eliminar el exceso de
fluido. Después de unos pocos minutos, la semillas se sacaron y se
dejaron secar al aire. Las semillas secas y la semillas de control
no recubiertas se plantaron en mezcla para la siembra de plántulas
y se contó el número de plántulas germinadas a diferentes días
después de la siembra (DAP). Los resultados se muestran más adelante
en un gráfico de barras (Figura 4). AuxF06 es la forma en la que la
compañía designa la mezcla de ácido glutámico/ácido glicólico. Los
resultados muestran la semillas recubiertas con la composición de
esta invención germinaron mucho más rápido que la semillas de
control. Una semana después de que se hubieran plantado las
semillas, ninguna de la semillas no tratadas había germinado
mientras que, después de este período, alrededor de un 35% de las
semillas tratadas habían germinado. Dos semanas después de la
siembra, habían germinado más del doble de la semillas recubiertas
que las de los controles.
Se adquirió una muestra de semillas de algodón
(Fibermax 832) recubiertas con fungicida (azul) de un granjero de
algodón de Georgia. Se preparó una solución recubrimiento a partir
de 200 ml de F06 a 5000 ppm con 24 g de
polivinil-pirrolidona (peso molecular = 10,000,
PVP-10). Se vertieron aproximadamente 200 semillas
de algodón en una bandeja ligera. La solución recubrimiento se
vertió sobre la semillas hasta sumergirlas. La solución se mezcló
hasta que se mojaron todas las semillas (2-4 min).
Seguidamente la solución recubrimiento se vertió fuera de la
bandeja y la semillas se repartieron sobre una superficie
absorbente y se dejaron secar. El control se trató sólo con
fungicida, no con F06.
Al día siguiente (\geq 12 horas después) las
semillas de control y las recubiertas se plantaron 1 pulgada por
debajo de la superficie en mezcla para la siembra de plántulas. La
disposición fue de 1 semillas/pocillo bandejas de en 6x12 pocillos.
Los resultados se muestran en la Figura 5.
La Figura 5 muestra que la semillas recubiertas
con AuxF06 en combinación con fungicida
polivinil-pirrolidona germinaron más rápido que la
semillas de control. Una semana después de que se hubieran plantado
semillas, sólo un 10% de la semillas de control no tratadas habían
germinado, mientras que alrededor del 90% de la semillas tratadas
habían germinado.
Mientras que la invención se ha ilustrado y
descrito en detalle en la descripción previa, ésta se considera de
carácter ilustrativo y no restrictivo, entendiéndose que sólo se
han mostrado y descrito los ejemplos de realización preferidos, y
que se desea proteger todos los cambios y modificaciones que se
incluyen en la invención.
Claims (35)
1. Una composición que contiene ácido glutámico y
ácido glicólico en un medio que actúe como vehículo, donde el
vehículo es un pesticida, fungicida o nitrato de calcio.
2. La composición de la reivindicación 1, donde
dicho ácido glutámico y dicho ácido glicólico se hallan presentes
en cantidades efectivas para incrementar la productividad en
plantas.
3. La composición de la reivindicación 1, donde
dicho vehículo contiene agua.
4. La composición de la reivindicación 1, donde
dicha composición contiene desde aproximadamente 0.5 ppm hasta
aproximadamente 2,500 ppm de ácido glutámico, y desde
aproximadamente 0.5 ppm hasta aproximadamente 2,500 ppm de ácido
glicólico, estando todas estas cantidades expresadas en base a
peso/volumen.
5. Una composición que contiene ácido glutámico y
un ácido poliglicólico que tenga la siguiente fórmula:
HO-[CH_{2}CO_{2}]_{n}-CH_{2}CO_{2}H
donde n =
1-10
6. La composición de la reivindicación 5, donde
dicha composición contiene desde aproximadamente 0.5 ppm hasta
aproximadamente 2,500 ppm de ácido glutámico, y desde
aproximadamente 0.5 ppm hasta aproximadamente 2,500 ppm de ácido
poliglicólico, estando todas estas cantidades expresadas en base a
peso/volumen.
7. La composición de la reivindicación 5, donde
dicha composición se halla en un medio que actúa como vehículo.
8. La composición de la reivindicación 7, donde
dicho vehículo es agua.
9. La composición de la reivindicación 7, donde
dicho vehículo es un pesticida.
10. La composición de la reivindicación 5, donde
dicha composición contiene además una sal de calcio.
11. La composición de la reivindicación 10 donde
dicha sal de calcio es nitrato de calcio.
12. Un método para el tratamiento de una planta
que comprende el tratamiento de la planta con una composición que
contiene ácido glutámico y ácido glicólico.
13. El método de la reivindicación 12, donde
dicha composición contiene desde aproximadamente 0.5 ppm hasta
aproximadamente 2,500 ppm de ácido glutámico y desde
aproximadamente 0.5 ppm hasta aproximadamente 2,500 ppm de ácido
glicólico, estando todas estas cantidades expresadas en base a
peso/volumen.
14. El método de la reivindicación 12, donde
dicha composición se halla en medio que actúa como vehículo.
15. El método de la reivindicación 14, donde
dicho vehículo es agua.
16. El método de la reivindicación 14, donde
dicho vehículo es un pesticida.
17. El método de la reivindicación 12, donde
dicha composición contiene además una sal de calcio.
18. El método de la reivindicación 17, donde
dicha sal de calcio es nitrato de calcio.
19. El método de la reivindicación 18, donde
dicha composición contiene desde aproximadamente 0.5 ppm hasta
aproximadamente 2,500 ppm de ácido glutámico, desde aproximadamente
0.5 ppm hasta aproximadamente 2,500 ppm de ácido glicólico y desde
aproximadamente 100 ppm hasta aproximadamente 10,000 ppm de nitrato
de cal-
cio.
cio.
20. El método de la reivindicación 12, que
comprende además el tratamiento de la planta con una cantidad de la
composición efectiva para incrementar la productividad de la
planta.
21. El método de la reivindicación 12, donde
dicha planta rinde productos aptos para su cosecha.
22. El método de la reivindicación 19, donde
dicha composición se aplica a la planta en cantidades efectivas
para incrementar la maduración temprana de los frutos.
23. El método de la reivindicación 12, donde
dicha composición se aplica a la planta en cantidades efectivas
para incrementar el crecimiento de dicha planta.
24. El método de la reivindicación 12, donde
dicha composición se aplica la planta en cantidades efectivas para
incrementar la resistencia de la planta al estrés ambiental.
25. El método de la reivindicación 24, donde
dicho estrés ambiental es estrés hídrico.
26. El método de la reivindicación 12, donde
dicha composición se aplica la planta en cantidades efectivas para
incrementar la resistencia de dicha planta a enfermedades.
27. El método de la reivindicación 12, donde
dicha composición se aplica a las semillas de dicha planta en
cantidades efectivas para estimular la germinación de la
semillas..
28. Un método para el tratamiento de plantas
consistente en tratar la planta con una composición que contiene
ácido glutámico y ácido poliglicólico que tiene la siguiente
fórmula:
HO-[CH_{2}CO_{2}]_{n}-CH_{2}CO_{2}H
donde n =
1-10
29. El método de la reivindicación 28, donde
dicha composición contiene además una sal de calcio.
30. El método de la reivindicación 29, donde
dicha sal de calcio es nitrato de calcio.
31. El método de la reivindicación 30, donde
dicha composición contiene además desde aproximadamente 100 ppm
hasta aproximadamente 10,000 ppm de dicho nitrato de calcio.
32. El método de la reivindicación 28, donde
dicha composición se halla en un medio que actúa como vehículo.
33. El método de la reivindicación 28, y que
comprende el tratamiento de la planta con una cantidad de la
composición efectiva para incrementar la productividad de la
planta.
34. El método de la reivindicación 28, donde
dicha composición contiene desde aproximadamente 0.5 ppm hasta
aproximadamente 2,500 ppm de ácido glutámico y desde
aproximadamente 0.5 ppm hasta aproximadamente 2,500 ppm de ácido
poliglicólico.
35. El método de la reivindicación 28, donde
dicha composición se aplica a las semillas de dicha planta en
cantidades efectivas para estimular la germinación de las
semillas.
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