Aunque los bioherbicidas representan menos del 10% de todos los biopesticidas a nivel mundial, existe un creciente interés en la investigación y el mercado de bioherbicidas basados en extractos de plantas y aceites esenciales de plantas medicinales y aromáticas.
En un artículo de un equipo de investigadores italianos, se propusieron utilizar el residuo acuoso de la extracción del romero como un nuevo bioherbicida, incluso contra el amaranto.
El romero ( Rosmarinus officinalis L. ) es una planta aromática y medicinal ampliamente distribuida en la cuenca mediterránea. Su cultivo es económico, lo que la convierte en una buena opción para la valorización de tierras agrícolas marginales típicas de las regiones mediterráneas.
El romero se cultiva con diversos fines, desde la producción de biomasa fresca para consumo directo hasta la extracción de aceite esencial. El rendimiento de aceite esencial a partir de la biomasa de romero es relativamente bajo, oscilando entre el 0,33 % y el 2,28 % (p/p) de biomasa fresca, y depende de diversos factores, como la selección del cultivar, el manejo agronómico y las condiciones ambientales.
Los aceites esenciales, normalmente extraídos mediante métodos como la hidrodestilación y la destilación al vapor, se utilizan principalmente en industrias de alto valor, como la farmacéutica, la cosmética y los aromatizantes de alimentos, debido a su costoso e ineficiente proceso de producción.
Los aceites esenciales también encuentran uso en la agricultura, demostrando su eficacia como repelentes de insectos, fungicidas y herbicidas, con una eficacia a menudo comparable a la de los productos sintéticos.
Sin embargo, su uso generalizado en el sector agrícola sigue siendo limitado debido a los bajos rendimientos y a los costosos procesos de extracción, que a menudo hacen que su uso a gran escala sea económicamente inviable.
En cambio, una solución más rentable podría ser utilizar los subproductos de la extracción de aceites esenciales, que forman un componente importante del producto final del proceso y tienen propiedades químicas y físicas interesantes, que ofrecen un potencial significativo de valorización.
Luego del proceso de extracción del aceite esencial se generan dos tipos principales de residuos: (i) biomasa gastada consistente en residuos sólidos de hojas, flores y tallos, que representa entre el 60 y el 65% de la producción total, y (ii) agua condensada, conocida como residuos de agua (RA), que representa entre el 30 y el 35% de la producción total.
Si bien la biomasa de desecho rica en lignocelulosa se puede utilizar para diversos fines agrícolas, como acolchado, producción de energía por combustión, conversión de biocarbón, producción de bioaceite o como sustrato para el cultivo de hongos, el residuo acuoso generalmente se descarga como aguas residuales, lo que plantea problemas de eliminación y ambientales.
Este estudio explora el uso potencial de residuos hidrosolubles (RH) como bioherbicida. Los RH del extracto de romero son de especial interés debido a su composición química y bajo costo. Muchos metabolitos secundarios con potencial alelopático se disuelven en agua durante el proceso de extracción, donde la destilación al vapor altera parte de las paredes celulares de la planta, permitiendo que estos compuestos se disuelvan en el agua condensada. Como resultado, los RH se enriquecen con diversas sustancias alelopáticas hidrosolubles que son eficaces contra las malezas y podrían representar una alternativa sostenible a los herbicidas sintéticos o ayudar a reducir su uso.
El perfil químico de los residuos acuosos de extracción de aceite esencial de romero generalmente incluye polifenoles, proteínas/enzimas, aminoácidos, polisacáridos, alcaloides, compuestos alcohólicos y vitaminas, así como nutrientes vegetales como Ca (38–755 mg/L), K (5–354 mg/L), Mg (0–52 mg/L), Na (6–31 mg/L), S (17–55 mg/L) y P (2–33 mg/L).
Entre los compuestos polifenólicos presentes en los residuos acuosos de romero se encuentran diterpenos fenólicos como el carnosol, el ácido carnósico, el rosmanol, el epirosmanol y el isorosmanol, así como ácidos fenólicos como el rosmarínico y el cafeico. En particular, el ácido carnósico se identificó como el principal factor que contribuye a la actividad alelopática de los extractos de romero, inhibiendo fuertemente el crecimiento de plántulas de lechuga en un experimento in vitro.
De manera similar, se ha demostrado que el ácido rosmarínico inhibe el crecimiento de las raíces en la planta modelo Arabidopsis thaliana , mientras que el ácido cafeico ha demostrado tener efectos fitotóxicos a través de la inducción de estrés oxidativo y la interrupción de la señalización hormonal en varias malezas.
Algunos mecanismos implican el recubrimiento de las semillas objetivo con compuestos hidrofóbicos, lo que las vuelve impermeables al agua e impide así la germinación. Otros interfieren con la capacidad de las raíces para absorber agua y nutrientes, lo que limita su crecimiento. Además, varios aleloquímicos interfieren con las vías hormonales que regulan la germinación de las semillas, así como el desarrollo del hipocótilo y el epicótilo, a la vez que inducen estrés oxidativo, que daña las estructuras celulares e impide aún más el establecimiento de las plántulas.
En este estudio, se realizaron experimentos in vitro para evaluar el efecto inhibidor del residuo de agua de romero sobre la germinación y la morfología de las plántulas (desarrollo de raíces y brotes) de cuatro especies de malezas nocivas en sistemas de cultivo templados: dos monocotiledóneas ( Alopecurus myosuroides , pasto cola de zorro, y Lolium multiflorum , raigrás amarillo) y dos dicotiledóneas ( Sinapis alba , mostaza blanca, y Amaranthus retroflexus , amaranto).
Se evaluó la WR en cuatro concentraciones (0, 25, 50 y 100), correspondientes a un gradiente creciente de WR, donde 100 representaba WR puro. Los resultados mostraron que la WR no inhibió significativamente la germinación en A. myosuroides , L. multiflorum y S. alba , mientras que A. retroflexus mostró una inhibición dependiente de la dosis, con una reducción de la germinación del 37,5 %, 64,5 % y 91,6 % con las dosis de 25, 50 y 100, respectivamente, en comparación con el control (dosis 0).
Además, se observaron retrasos en la germinación en todas las especies analizadas, lo que indica el uso potencial de este bioherbicida potencial para regular las interacciones competitivas entre malezas y cultivos durante las primeras etapas de crecimiento.
Los resultados sobre las características morfológicas de las plántulas de malezas mostraron que la aplicación de WR tuvo un mayor efecto en la inhibición del crecimiento de las raíces que en el crecimiento de los brotes.
En particular, la composición demostró un marcado efecto inhibidor sobre las raíces de A. myosuroides , L. multiflorum y A. retroflexus. Curiosamente, en contraste, se observó un aumento dosis-dependiente en la longitud de la raíz en S. alba (21,41 mm con la dosis 0 y 25,77 mm, 30,97 mm y 35,96 mm, respectivamente, con las dosis de 25, 50 y 100).
En general, los resultados de este estudio resaltan el potencial de los residuos acuosos de romero como una solución sostenible para su inclusión en herramientas de manejo integrado de malezas y su papel en la mejora de la rentabilidad de los residuos de la producción de aceites esenciales.
Fuente: Plantas 2025, doi.org/10.3390/plants14172717
