BOLETÍN TÉCNICO Printed in USA Volume 7(1) 2008

Actividad Antioxidante en Bioestimulantes y Productos Nutrientes Foliares Seleccionados, Comercialmente Disponibles Importancia de los Antioxidantes en Reducción del Estrés Abiótico Liang J. Li, Ph.D., Jess Martineau, Ph.D., C.P.Ag, C.S. and Elizabeth Wozniak, Ph.D. Traducido por: Harvey E. Arjona, Ph.D. Profesor Asociado Universidad Nacional de Colombia Introducción Los antioxidantes son sustancias que tienen la habilidad de prevenir la oxidación de otras sustancias removiendo radicales libres e inhibiendo reacciones de oxidación.

Los radicales libres son productos normales del metabolismo celular y son utilizados en un número importante de reacciones metabólicas. Sin embargo, aún un pequeño exceso de radicales activos pueden causar daño celular oxidando lípidos, ácidos nucleicos y proteínas, resultando en alteración de las funciones membranales, desnaturalización de proteínas e inhibición de la actividad enzimática. Las células tienen muchos mecanismos de protección para eliminar los radicales libres (McKersie, 1996; Taiz y Zeiger, 2002). Los carotenoides y algunas xantofilas previenen la formación de oxígenos en extremo reactivos absorbiendo excesos de energía de moléculas exitadas de clorofila. Algunas sustancias, como tocoferoles, son solubles en lípidos y, como parte de las membranas celulares, protegen los lípidos de la peroxidación. Otras moléculas, como ascorbato o glutatión, son solubles en agua y reaccionan con oxígeno activado directamente o ayudan a reciclar otras moléculas a su estado reducido. Las enzimas, incluyendo superóxido dismutasa, ascorbato

peroxidasa y catalasa, eliminan las especies activas de oxígeno y toman parte en síntesis, degradación y reciclaje de antioxidantes. Estas enzimas existen en diferentes compartimentos celulares y diferentes tejidos para proteger y regular diferentes rutas metabólicas. Radicales libres altamente reactivos y especies de oxígeno se forman en sistemas biológicos en exceso durante el estrés abiótico, tales como frío o altas temperaturas, alta luminosidad, especialmente exposición UV, polución, toxinas, altas concentraciones de ozono atmosférico, etc. (Nilsen y Orcutt, 1996). El estrés abiótico puede representar hasta un 65% de las pérdidas en rendimiento de los cultivos (Bray et al., 2000).

Los antioxidantes inhiben el daño celular limpiando los radicales libres. Hay numerosos reportes que muestran la importancia de los antioxidantes en reducir los efectos negativos del estrés abiótico en plantas (Park et al., 2006; Ervin et al., 2005; Liu y Huang, 2002; Zhang y Schmidt, 1995). Las aplicaciones externas de antioxidantes pueden reducir la severidad o eliminar el daño potencial causado por el estrés abiótico. Aplicaciones externas de algunos antioxidantes probaron tener efectos elicitores (Wingate at al., 1988; Norris, 1991).

En este Boletín se describe la actividad antioxidante de bioestimulantes y fertilizantes foliares

Cytozyme Laboratories, Inc. 134 South 700 West, Salt Lake City, Utah, USA

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con calcio seleccionados, comercialmente disponibles. Los resultados se comparan con el comportamiento en campo de estos productos.

Materiales y Métodos Ocho bioestimulantes comercialmente disponibles se evaluaron: Auxym™, fabricado por Italpolina (Italia), Biozyme™, fabricado por Grupo Bioquimica Mexicana (Mexico), BM86™, fabricado por Laboratories Göemer (Francia), Citogrower™ fabricado por Nutreco (Españia), Crop+™, fabricado por Cytozyme Laboratories, Inc. (USA), Kelpak™, fabricado por Kelp Products Ltda. (Sur África), Kendal™, fabricado por Valagro (Italia) y Stimulate™, fabricado por Stoller (USA). Adicionalmente se analizaron cinco productos foliares con calcio: BioNutriente™ Calcio Extra, fabricado por Cytozyme Laboratories, Inc. (USA), CaTransfer™, fabricado por Plant Impact (UK), Defender™ Calcio, fabricado por Bioamerica S.A. (Chile), Calcio Metalosate™, manufacturado por Albion Laboratories, Inc. (USA) y Nutri Calcio™ fabricado por CLI (USA).

La actividad antioxidante de cada producto se determinó usando el método de radical libre DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl) (Miller et al., 2000). El ácido carboxílico Trolox, (S)-(-)-6-hidroxi-2,5,7,8 tetrametilchroman-2, se usó como estandar de referencia. El ácido ascórbico con actividad antioxidante conocida se probó como un control positivo para verificar la exactitud del análisis. El estandar de referencia, el ácido ascórbico y las muestras reaccionaron con solución DPPH en solución metanol/agua (relación 3:2) durante una hora a 30oC. El cambio en absorbancia de color púrpura oscuro a amarillo se midió a 517 nm usando un espectro-fotómetro Genesys™ 10. La actividad antioxidante se expresó como equivalentes micromol de Trolox (TE) estandar de referencia por 100 gramos de muestra.

Cada producto se analizó en tres corridas independientes. Los datos se analizaron usando un análisis estandar de varianza, LSD y prueba de rango múltiple de Duncan.

Resultados Crop+™ mostró la mayor actividad antioxidante comparado con los otros seis bioestimulantes. Crop+™ mostró la más alta actividad antioxidante,

estadísticamente diferente de 10,133 TE/100g (Tabla 1); siete veces mayor que Biozyme™, 14 veces mayor que Kendal™,17 veces mayor que Auxym™ y 50 veces mayor que Stimulate™. BM86™, Kelpak™ y Citogrower™ no mostraron actividad antioxidante significativa.

La alta actividad antioxidante en Crop+™ sugiere que el producto será más efectivo en reducir los efectos negativos del estrés abiótico que otros productos en el mercado. Al reducir los efectos del estrés abiótico, el producto debería mejorar los rendimientos más que otros bioestimulantes. Esto fue confirmado por ensayos de campo en que Crop+™ verdaderamente probó ser más efectivo que 20 otros bioestimulantes incrementando los rendimientos en un promedio de 12% sobre otros productos (Wozniak y Martineau, 2007). A través de una actividad altamente antioxidante, Crop+™ puede proteger el aparato fotosintético ayudando al desarrollo de la clorofila en fotosíntesis los cuales se incrementan con la aplicación del producto (Wozniak y Martineau, 2008). Tabla 1. Actividad antioxidante de ochoe bioestimulantes: Auxym™, Biozyme™, BM86™, Citogrower™, Crop+™, Kendal™, Kelpak™ y Stimulate™, expresados como equivalentes micromol de un estandar de referencia, Trolox (TE) por 100 g de muestra. Promedio obtenido de tres corridas analíticas independientes.

Nombre del Producto Actividad Antioxidante TE/ 100 g muestra

Crop+™ 10,133 a* Biozyme™ 1,422 b Kendal™ 703 c Auxym™ 587 d Stimulate™ 203 e BM86™ 8 f Kelpak™ 0 f Citogrower™ 0 f

*LSD=95; Números seguidos por diferentes letras son significativamente diferentes (p = 0.05). BioNutrienteTM Calcio Extra mostró la mayor actividad antioxidante cuando se comparó con los otros cuatro productos foliares con calcio. Los productos BioNutriente™ Calcio Extra y Nutri Calcio™ mostraron actividad antioxidante mayor a 1,000 TE/100 g (Tabla 2). Las diferencias estadísticas fueron altamente significativas comparados con otros productos. BioNutriente™ Calcio Extra mostró la mayor actividad estadísticamente significativa; casi tres veces mayor que Nutri Calcio™ y 13 veces mayor

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que Calcio Metalosato. CaTransfer™ y Defender™ Calcio no tuvieron actividad antioxidante significativa.

Los productos foliares con calcio son usados muy frecuentemente para mejorar la condición postcosecha de los frutos. La actividad antioxidante en estos productos foliares debería mejorar sustancialmente el comportamiento del producto.

Los productos nutricionales con calcio, con excepción de la sal cloruro de calcio, generalmente contienen materia orgánica y reclaman cierto grado de quelación/complejamiento. Puesto que el grado de quelación/complejamiento no es medida fiable porque depende de la dilución del producto y del grado de disociación en agua (Li et al., 2007) la actividad antioxidante de los productos conlleva un importante beneficio y debería considerarse al seleccionar un producto para el manejo nutricional de un cultivo.

Tabla 2. Actividad antioxidante de cinco productos foliares con calcio: BioNutriente™ Calcio Extra, CaTransfer™, Defender™ Calcio, Metalosate™ Calcio y Nutri Calcio™, expresada como equivalente micromole de un estandar de referencia Trolox (TE ) por 100 g de muestra. Promedios obtenidos de tres corridas analíticas independientes.

Nombre del Producto Actividad

Antioxidante TE/100 g muestra

BioNutriente™ Calcio Extra 2,933 a* Nutri Calcio™ 1,022 b Metalosate™ Calcio 217 c CaTransfer™ 61 d Defender™ Calcio 13 d

*LSD=70; Números seguidos por letra diferente son significativamente diferentes (p = 0.05). Resumen Los productos Cytozyme Crop+™ y BioNutriente™ Calcio Extra mostraron la mayor actividad antioxidante al compararlos con siete otros bioestimulantes y cuatro productos foliares con calcio, respectivamente. La alta actividad antioxidante de estos productos agrega valor adicional y ayuda a explicar su superior comportamiento en el campo al reducir los efectos negativos del estrés abiótico y mejorar los rendimientos más que otros productos en el mercado. Referencias Bray, E., J. Bailey-Serres and E. Weretilnyk. 2000. Responses to abiotic stresses: In: W. Gruissem, B. Buchannan, R. Jones, eds. Biochemistry and

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