Inhibidores de la ureasa capaces de disminuir el contenido de nitratos en hortalizas.

Inhibidores de la ureasa capaces de disminuir el contenido de nitratos en hortalizas.

La presente invención describe el uso de al menos un inhibidor de la ureasa para la disminución de la concentración de nitratos en especies hortícolas cultivables. Los inhibidores de la ureasa pueden aplicarse a dichos cultivos, bien vía foliar o sobre el suelo de los mismos, cuando los cultivos ya están desarrollados y próximos a su recolección en estadio fenológico 45 ó superior de acuerdo con la escala BBCH. El inhibidor de la ureasa preferido utilizado en la presente invención es el N-(n-butil) tiofósforo triamida (NBPT), siendo preferida su forma oxidada.

INHIBIDORES DE LA UREASA CAPACES DE DISMINUIR EL CONTENIDO DE

NITRATOS EN HORTALIZAS

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención versa sobre el uso de inhibidores de la enzima ureasa útiles en la disminución de la concentración de nitratos en los alimentos de origen vegetal, específicamente en los alimentos provenientes de cultivos de hortalizas. Dichos inhibidores de la ureasa, deben aplicarse, específicamente, cuando los cultivos ya están desarrollados y próximos a su recolección, concretamente en estados fenológicos 45 o superiores de acuerdo con la clasificación de la escala internacional BBCH (Bleiholder et al., 1989. Gesunde Pflanzen. Volumen 41. Pags. 381-384).

ESTADO DE LA TÉCNICA

El desarrollo tecnológico ha sido el soporte de la capacidad de la agricultura para responder a los cambios originados por el crecimiento de la población mundial. La aplicación masiva e incontrolada de potentes técnicas de mecanización, aplicación de fertilizantes, plaguicidas, etc., ha dado lugar a la obtención de productividades nunca imaginadas, pero que a su vez llevan asociadas importantes alteraciones del medio ambiente.

El nitrógeno representa uno de los nutrientes principales cuya disponibilidad continua es esencial para el crecimiento vegetal, para la calidad de los productos cosechados, y para el nivel de rendimiento de plantas de cultivo. En este caso, el abastecimiento óptimo de las plantas depende generalmente de una pluralidad de factores de influencia, como clima, suelo, disponibilidad de nutrientes, entre otros. En los sistemas agrícolas, se hace pues necesario, para mantener la fertilidad de los suelos, el aporte de nitrógeno continuo para equilibrar las pérdidas que se producen mediante los procesos de desnitrificación, volatilización, lixiviación, así como por la recolección de la cosecha. En la actualidad, el reto para la agricultura es aplicar el tipo de fertilizante nitrogenado adecuado, a la dosis óptima y en el momento idóneo con el fin de optimizar el rendimiento de los cultivos y evitar, al mismo tiempo, la aplicación excesiva de fertilizante nitrogenado, evitando así el consiguiente impacto medioambiental y de salud, relacionado principalmente con el uso agroalimentario de dichos cultivos que presentan elevados niveles de nitratos en sus tejidos.

En este sentido, el uso de fertilizantes nitrogenados para incrementar el rendimiento de los cultivos presenta una serie de desventajas relacionadas con la salud como son el exceso de nitrógeno en los productos de los cultivos, especialmente las altas concentraciones de nitratos que presentan los alimentos de origen vegetal, especialmente las hortalizas de hoja, aunque otros órganos vegetales pueden también acumular importantes cantidades de nitrato en sus tejidos, como por ejemplo bulbos, tubérculos, etc.

Existe una creciente preocupación por la cantidad de nitrato y nitrito ingerida con los alimentos debido a sus posibles efectos nocivos para la salud humana. El nitrato ingerido puede ser transformado en nitrito cuando el pH del jugo gástrico es elevado, caso frecuente en lactantes, originando la patología denominada metahemoglobinemía o enfermedad o síndrome de los bebés azules. Por ello, para preservar la salud de los ciudadanos de los países miembros de la Unión Europea (UE) ante los posibles riesgos sanitarios derivados del consumo de hortalizas con una elevada acumulación en nitrato, la Comisión Europea publicó el 31 de enero de 1997 el Reglamento 194/97. Esta normativa ha sido modificada por el Reglamento CE 466/2001 publicado el 16 de marzo de 2001 en el que se establecen los límites máximos de nitrato que pueden presentar hortalizas de hoja (lechugas, espinacas, etc.) cultivadas y comercializadas en la UE, que a su vez fue modificado por el Reglamento 1881/2006 y más recientemente por el Reglamento 1258/2011.

Para evitar el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados, debido a los inconvenientes arriba indicados, pero conservando el rendimiento de los cultivos, se ha probado la aplicación conjunta de los fertilizantes nitrogenados junto con inhibidores de la enzima ureasa, capaces de inhibir selectivamente la hidrólisis de la urea (Montemurro et al.,1998. Journal of Plant Nutrition. Volumen 21. Pags. 245-252; Smolen and Sady, 2009. Scientia Horticulturae, Volumen 119. Pags. 219-231) o con inhibidores de la nitrificación (Smolen and Sady, 2009; Scientia Horticulturae. Volumen 119. Pags. 219-231; Irigoien et al., 2006. The Journal of Agricultural Science. Volumen 144. Pags. 555-562).

Los inhibidores de la nitrificación (INs) son sustancias que retrasan la oxidación biológica del amonio a nitrito. El objetivo de utilizar inhibidores de la nitrificación es el control de la pérdida de nitratos por lixiviación o la producción de óxido nitroso por desnitrificación de la capa superficial del suelo, manteniendo el nitrógeno en forma de amonio más tiempo y por lo tanto aumentar la eficiencia del uso de nitrógeno. Además, los inhibidores de nitrificación -retrasando la conversión de amonio a nitrato- evitan indeseables niveles altos de nitrato en las plantas usadas para la nutrición humana y animal. La inhibición de la nitrificación, sin

embargo, no impedirá la entrada de nitrógeno en la planta por aplicación directa de fertilizantes nitrogenados y por la escorrentía. Los inconvenientes principales al uso de este tipo de compuestos son, en primer lugar, el incremento del coste de la aplicación del fertilizante que no siempre garantiza su compensación con incrementos en la producción, ya que de momento los beneficios ambientales no se encuentran valorados económicamente, y en segundo lugar, que se aplica un producto de síntesis química al medio ambiente que puede ser acumulado por los cultivos. En el estado de la técnica se utilizan diferentes inhibidores de la nitrificación en combinación con los fertilizantes nitrogenados, para reducir al máximo posible tanto la perdida de nitrógeno por lixiviación como la presencia de nitratos en las hortalizas o frutos de dichos cultivos, sin reducir de forma significativa los rendimientos de los mismos. La reducción del aporte de nitrógeno en el suelo se puede sustituir por una aplicación foliar, bien de urea o de otros compuestos nitrogenados.

Los principales inhibidores de la nitrificación utilizados en agricultura son: Nitrapirina, comercializada en USA, diciandiamida (DCD), comercializada en Europa, 3,4-dimetilpirazol fosfato (DMPP), triazol, 3 Metilpirazol (3-MP)- y 2-amino-4-cloro-6-metil pirimidina-(AM). Algunos otros compuestos tienen un uso restringido en ciertas regiones.

Por otro lado, los inhibidores de la ureasa (lUs) son sustancias que inhiben la acción hidrolítica de la urea por la enzima ureasa. Los inhibidores de ureasa previenen o suprimen durante un cierto período de tiempo la transformación de la N-amida de la urea a hidróxido de amonio y amonio a través de la acción hidrolítica de la enzima ureasa. Al reducir la velocidad a la que se hidroliza la urea en el suelo, las pérdidas por volatilización de amoníaco en el aire (así como otras pérdidas como la lixiviación de nitrato) se reducen o se evitan. Por lo tanto, la eficiencia de la urea y de fertilizantes de nitrógeno que contienen urea, por ejemplo en forma de urea-formaldehido, crotonyldiurea, isobutildiurea etc., se aumenta y cualquier impacto ambiental adverso de su uso se reduce. Los inconvenientes principales al uso de este tipo de compuestos son en primer lugar, el incremento del coste de la aplicación del fertilizante que no siempre garantiza su compensación con incrementos en la producción, ya que de momento los beneficios ambientales no se encuentran valorados económicamente y en segundo lugar que se aplica un producto de síntesis química al medio ambiente que puede ser acumulado por los cultivos. Watson and Miller encontraron que aplicar urea conjuntamente con N-(n-butil) tiofosforo triamida (NBPT) a dosis de hasta 0,5% peso, producía un ennegrecimiento temporal y reversible de los ápices foliares de ryegrass acompañado de una reducción de la actividad ureasa de las plantas.

Este efecto era efímero en el tiempo (desaparecía en 10 días) y el beneficio en la producción derivado del mejor aprovechamiento del abonado compensaba en términos de producción de biomasa la necrosis de los ápices foliares (Watson and Miller, 1996. Plant and Soil. Volumen 184. Pags. 33-45). Esta ligera fitotoxicidad en los casos del NBPT y del fenilfosforodiamida se atribuye a la acumulación de urea en los tejidos de trigo y sorgo (Krogmeier, McCarty, Bremmer, 1989. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Volumen 86. Pags. 1110-1112). La reacción es reversible y depende del tiempo que perdura la inhibición de la actividad... [Seguir leyendo]

1. Método para la reducción de la concentración de nitratos en especies hortícolas cultivables caracterizado por la administración de al menos un inhibidor de la enzima ureasa (EC 3.5.1.5) sobre dichos cultivos de especies hortícolas cuando éstos se encuentran en estado fenológico > 45 según la Escala Internacional BBCH.

2. Método según la reivindicación 1 caracterizado por que los inhibidores de la enzima ureasa (EC 3.5.1.5) son análogos estructurales de la urea y compuestos relacionados.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-2 caracterizado por que los inhibidores de la ureasa del tipo análogos estructurales de la urea y compuestos relacionados se seleccionan de entre cualquiera de los siguientes: fosforoamidas, tiofosforoamidas, hidroquinonas y benzoquinonas.

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3 caracterizado por que el inhibidor de la enzima ureasa es el N-(n-butil) tiofósforo triamida (NBPT).

5. Método según la reivindicación 4 caracterizado por que el NBPT se utiliza en estado oxidado (NBPTO).

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 caracterizado por que la concentración de inhibidor de la enzima ureasa utilizado varía de entre 100-400 g de inhibidor por hectárea de cultivo de especie hortícola.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-6 caracterizado por que las especies hortícolas cultivables se seleccionan de entre cualquiera de los siguientes: hortalizas de plantas bulbosas, hortalizas de raíz y tubérculo, verduras que forman cabeza y verduras que no forman cabeza.

8. Método según la reivindicación 7 caracterizado por que las hortalizas de plantas bulbosas se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Allium cepa, Allium porrum, Allium sativum y Allium ascalonicum; las hortalizas de raíz y tubérculo se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Daucus carota, Scorzonera

hispánica, Cichorium intybus, Raphanus sativus, rabanillo, Dasyatis pastinaca, Brassica napus, Brassica napus var. napobrassica, Apium graveolens, Brassica napus var. rapifera, Brassica olerácea var. Gongylodes; las verduras que forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Brassica olerácea var. capitata, Brassica olerácea var. sabauda, Brassica campestris var. Pekinensis, Lactuca sativa, Cichorium endivia y Cichorium endivia var. crispa; las verduras que no forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Lactuva sativa, Spinacia olerácea, Brassica olerácea var. acephala, además de Brassica olerácea var. gemmifera, Brassica olerácea var. botrytis, Brassica olerácea var. itálica y Eruca sativa.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 caracterizado por que el inhibidor de la ureasa se aplica a los cultivos hortícolas vía foliar o vía suelo.

10. Método según la reivindicación 9 caracterizado por que cuando la aplicación es vía foliar el inhibidor de la ureasa se aplica conjuntamente con un surfactante.

11. Método según la reivindicación 10 caracterizado por que la aplicación del inhibidor conjuntamente con un surfactante se realiza mediante pulverización.

12. Método según la reivindicación 9 caracterizado por que cuando la aplicación es vía suelo el inhibidor de la ureasa se aplica disuelto en el agua de riego.

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 caracterizado por que en los cultivos de especies hortícolas se puede aplicar además, previamente a la adición del inhibidor de la ureasa, un fertilizante nitrogenado o un fertilizante orgánico.

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-13 caracterizado por que la disminución en la concentración de nitratos en los cultivos de especies hortícolas tratados con un inhibidor de la enzima ureasa, varía entre un 30-60% respecto a los cultivos de especies hortícolas no tratados con un inhibidor de la enzima ureasa.

15. Uso de al menos un inhibidor de la enzima ureasa (EC 3.5.1.5) para la reducción de la concentración de nitratos en especies hortícolas cultivables caracterizado

por que dicho inhibidor se administra sobre dichos cultivos de especies hortícolas cuando éstos se encuentran en estado fenológico > 45 según la Escala Internacional BBCH.

16. Uso según la reivindicación 15 caracterizado por que los inhibidores de la enzima ureasa (EC 3.5.1.5) son análogos estructurales de la urea y compuestos relacionados.

17. Uso según según cualquiera de las reivindicaciones 15-16 caracterizado por que los inhibidores de la ureasa del tipo análogos estructurales de la urea y compuestos relacionados se seleccionan de entre cualquiera de los siguientes: fosforoamidas, tiofosforoamidas, hidroquinonas y benzoquinonas.

18. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 15-17 caracterizado por que el inhibidor de la enzima ureasa es el NBPT.

19. Uso según la reivindicación 18 caracterizado por que el NBPT se utiliza en estado oxidado (NBPTO).

20. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 15-19 caracterizado por que la concentración de inhibidor de la enzima ureasa utilizado varía de entre 100-400 g de inhibidor por hectárea de cultivo de especie hortícola.

21. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 15-20 caracterizado por que las especies hortícolas cultivables se seleccionan de entre cualquiera de los siguientes: hortalizas de plantas bulbosas, hortalizas de raíz y tubérculo, verduras que forman cabeza y verduras que no forman cabeza.

22. Uso según la reivindicación 21 caracterizado por que las hortalizas de plantas bulbosas se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Allium cepa, Allium porrum, Allium sativum y Allium ascalonicum; las hortalizas de raíz y tubérculo se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Daucus carota, Scorzonera hispánica, Cichoríum intybus, Raphanus sativus, rabanillo, Dasyatis pastinaca, Brassica napus, Brassica napus var. napobrassica, Apium graveolens, Brassica napus var. rapifera, Brassica olerácea var. Gongylodes; las verduras que forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Brassica olerácea

var. capitata, Brassica olerácea var. sabauda, Brassica campestris var. Pekinensis, Lactuca sativa, Cichoríum endivia y Cichorium endivia var. crispa; las verduras que no forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Lactuva sativa, Spinacia olerácea, Brassica olerácea var. acephala, además de Brassica olerácea var. gemmifera, Brassica olerácea var. botrytis, Brassica olerácea var. itálica y Eruca sativa.

23. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 15-22 caracterizado por que el inhibidor de la ureasa se aplica a los cultivos hortícolas vía foliar o vía suelo.

24. Uso según la reivindicación 23 caracterizado por que cuando la aplicación es vía foliar el inhibidor de la ureasa se aplica conjuntamente con un surfactante.

25. Uso según la reivindicación 24 caracterizado por que la aplicación del inhibidor conjuntamente con un surfactante se realiza mediante pulverización.

26. Uso según la reivindicación 23 caracterizado por que cuando la aplicación es vía suelo el inhibidor de la ureasa se aplica disuelto en el agua de riego.

27. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 15-26 caracterizado porque en los cultivos de especies hortícolas se puede aplicar además, previamente a la adición del inhibidor de la ureasa, un fertilizante nitrogenado o un fertilizante orgánico.

28. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 15-27 caracterizado por que la disminución en la concentración de nitratos en los cultivos de especies hortícolas tratados con un inhibidor de la enzima ureasa varía entre un 30-60% respecto a los cultivos hortícolas no tratados con el inhibidor de la enzima ureasa.

29. Composición para el cultivo de plantas que comprende al menos un inhibidor de la ureasa (EC 3.5.1.5), sin presencia de ningún compuesto nitrogenado adicional.

30. Composición según la reivindicación 29 en la que el inhibidor de ureasa se encuentra disuelto en una solución acuosa.

31. Composición según la reivindicación 30 caracterizada por que la solución acuosa es agua de riego.

32. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 29-31 caracterizada por que además comprende un surfactante.

33. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 29-32 caracterizada por que los inhibidores de la enzima ureasa (EC 3.5.1.5) son análogos estructurales de la urea y compuestos relacionados.

34. Composición según la reivindicación 33 caracterizada por que los inhibidores de

la ureasa del tipo análogos estructurales de la urea y compuestos relacionados se seleccionan de entre cualquiera de los siguientes: fosforoamidas,

tiofosforoamidas, hidroquinonas y benzoquinonas.

35. Composición según la reivindicación 34 caracterizada por que el inhibidor de la enzima ureasa es el N-(n-butil) tiofósforo triamida (NBPT).

36. Composición según la reivindicación 35 caracterizada por que el inhibidor de la enzima ureasa NBPT se encuentra en estado oxidado (NBPTO).

37. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 29-36 caracterizada por que las especies hortícolas cultivables se seleccionan de entre cualquiera de los siguientes: hortalizas de plantas bulbosas, hortalizas de raíz y tubérculo, verduras que forman cabeza y verduras que no forman cabeza.

38. Composición según la reivindicación 37 caracterizada por que las hortalizas de plantas bulbosas se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Allium cepa, Allium porrum, Allium sativum y Allium ascaionicum, las hortalizas de raíz y tubérculo se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Daucus carota, Scorzonera hispánica, Cichorium intybus, Raphanus sativus, rabanillo, Dasyatis pastinaca, Brassica napus, Brassica napus var. napobrassica, Apium graveolens, Brassica napus var. rapifera, Brassica olerácea var. Gongylodes; las verduras que forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Brassica olerácea var. capitata, Brassica olerácea var. sabauda, Brassica campestris var. Pekinensis, Lactuca sativa, Cichorium endivia y Cichorium endivia var. crispa; las verduras que no forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Lactuva sativa, Spinacia olerácea, Brassica olerácea var. acephala,

además de Brassica olerácea var. gemmifera, Brassica olerácea var. botrytis, Brassica olerácea var. itálica y Eruca sativa.

39. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 29-38 caracterizada por que se aplica a las plantas vía foliar o vía suelo.

40. Composición según la reivindicación 39 caracterizada por que la aplicación vía foliar se realiza mediante pulverización.

41. Composición según la reivindicación 40 caracterizada por que la aplicación vía suelo se realiza disuelta junto con el agua de riego.

42. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 29-41 caracterizada por que la disminución en la concentración de nitratos en las plantas tratadas varía entre un 30-60% respecto a las plantas no tratadas.

43. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 29-42 caracterizada por que la concentración de inhibidor de la enzima ureasa varía de entre 100-400 g de inhibidor por hectárea de cultivo

44. Uso de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 29-43 para disminuir la concentración de nitratos en plantas.

45. Uso según la reivindicación 44 caracterizado por que la disminución en la concentración de nitratos en plantas varía entre un 30-60% respecto a las plantas no tratadas.

46. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 44-45 caracterizado por que las especies hortícolas cultivables se seleccionan de entre cualquiera de los siguientes: hortalizas de plantas bulbosas, hortalizas de raíz y tubérculo, verduras que forman cabeza y verduras que no forman cabeza.

47. Uso según la reivindicación 46 caracterizado por que las hortalizas de plantas bulbosas se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Allium cepa, Allium porrum, Allium sativum y Allium ascalonicum; las hortalizas de raíz y tubérculo se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Daucus carota, Scorzonera

hispánica, Cichorium intybus, Raphanus sativus, rabanillo, Dasyatis pastinaca, Brassica napus, Brassica napus var. napobrassica, Apium graveolens, Brassica napus var. rapifera, Brassica olerácea var. gongylodes; las verduras que forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Brassica olerácea 5 var. capitata, Brassica olerácea var. sabauda, Brassica campestris var.

pekinensis, Lactuca sativa, Cichorium endivia y Cichorium endivia var. crispa; las verduras que no forman cabeza se seleccionan de entre cualquiera de las siguientes: Lactuva sativa, Spinacia olerácea, Brassica olerácea var. acephala, además de Brassica olerácea var. gemmifera, Brassica olerácea var. botrytis, 10 Brassica olerácea var. itálica y Eruca sativa.

48. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 44-47 caracterizado por que se aplica a las plantas vía foliar o vía suelo.

49. Uso según la reivindicación 48 caracterizado por que la aplicación vía foliarse

realiza mediante pulverización.

50. Uso según la reivindicación 48 caracterizado por que la aplicación vía suelo se realiza disuelta junto con el agua de riego.

51. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 44-50 caracterizado por que la concentración de inhibidor de la enzima ureasa varía de entre 100-400 g de inhibidor por hectárea de cultivo.