Introducción

El frijol es un cultivo de gran importancia en el mundo como leguminosa de grano y como hortaliza. La mayor parte de su producción tiene lugar en países en vía de desarrollo y es una de las fuentes primarias y más baratas de calorías, proteínas, fibra dietética, vitaminas y minerales para consumo humano en esos países (^{Hillocks et al., 2006}). El frijol es complementario de cereales y de otros alimentos ricos en carbohidratos para proporcionar una nutrición casi perfecta para personas de todas las edades, disminuyendo además el colesterol y el riesgo de padecer cáncer (^{Muhamba y Nchimbi, 2010}). Estudios arqueológicos revelan que el frijol se originó en el continente americano, ya que existen evidencias con antigüedad de 500 a 8 mil años en algunas regiones de México, Estados Unidos y Perú. Existe un relativo acuerdo respecto a que el frijol es originario de México y de ahí se diseminaron las primeras semillas hacia el sur del continente americano, porque es posible encontrar prototipos de especies silvestres de las cinco especies más cultivadas del género Phaseolus. Sin embargo, otras fuentes estiman que esta leguminosa se domesticó y se cultivó antes de la época precolombina (^{García, 2005}) y que, a través de la selección natural, se habrían generado diferentes tipos de semillas (^{Debouck e Hidalgo, 1985}). Fue tal la importancia adquirida por el frijol en esa época, que la civilización azteca llegó a incluirlo en la lista de artículos que debían cobrarse como tributo a otras tribus de menor poderío, por el aprovechamiento de los recursos naturales o de los sitios en los que esas tribus se establecían y habitaban, dentro de los límites del imperio azteca (^{Voysest, 2000}).

El frijol es un cultivo clave en la dieta nacional de México, pero a pesar de su alto consumo y de haber experimentado un ligero incremento en el año 2017 con respecto al año anterior (^{SIAP, 2018}), actualmente su producción no suple los niveles de demanda del país. La baja productividad de este importante cultivo se atribuye a factores ambientales adversos, pero de manera predominante, a la presencia de organismos-plaga y a diversas enfermedades asociadas a patógenos bacterianos y virales que no le permiten alcanzar su potencial productivo (^{Bolaños et al., 2009}). Como resultado de esta sinergia de factores limitativos bióticos y abióticos, en la actualidad, este cultivo milenario no produce los rendimientos deseados para suplir la alta demanda que tiene, siendo cada vez más necesaria la búsqueda de alternativas que permitan superar esas limitaciones y aprovechar su gran potencial.

A la fecha, las investigaciones encaminadas hacia ese objetivo se han dirigido a la aplicación de biofertilizantes para hacer más eficiente su ciclo vegetativo, reduciendo la fertilización inorgánica con agroquímicos y los impactos negativos que conlleva su uso al medio ambiente (^{Estrada-Prado et al., 2018}). También se han realizado estudios sobre el uso de abonos verdes y asociaciones con otros cultivos para mejorar la fertilidad del suelo, el contenido de nutrientes en las plantas y su efecto en la producción de biomasa (^{Rivero-Herrada et al., 2016}). Otra línea de investigación con tendencia creciente durante los últimos años es la aplicación de bioestimulantes naturales con capacidad para vigorizar a las plantas y lograr mayores producciones (^{Moreno-Lorenzo et al., 2018}; ^{Calero-Hurtado et al., 2019}). Finalmente, una alternativa eco-amigable de aplicación reciente y con alta posibilidad de éxito debido a la inocuidad de sus productos y viabilidad económica, es la aplicación de medicamentos homeopáticos autorizados para uso en humanos, con registro en instituciones oficiales como la Secretaría de Salud de México (^{SSA, 2015}). Se comprobó que estos medicamentos tienen la capacidad de inducir respuestas biológicas que favorecen el crecimiento y desarrollo de diversas especies vegetales (^{Mazón-Suástegui et al., 2018}, ²⁰¹⁹), permitiendo obtener plantas más vigorosas con mayor rendimiento en biomasa y, por ende, con mayor potencial y rentabilidad económica en su cultivo. Existen evidencias científicas del uso de productos homeopáticos en plantas y su efecto benéfico, en la estimulación del crecimiento y producción de biomasa, sustentado en la acción directa de los ingredientes activos en los procesos fisiológicos de las plantas tratadas con homeopatía (^{Meneses-Moreno, 2017}). También se demostró que los medicamentos homeopáticos vigorizan a las plantas permitiendo que se desarrollen mejor, incluso en ambientes desfavorables, como el estrés biótico y abiótico (^{Oliveira et al., 2014}; ^{Mazón-Suástegui et al., 2018}). Por tal razón, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de medicamentos homeopáticos en indicadores f isiológicos y del desarrollo del frijol Yorimón (Vigna unguiculata L., Walp) variedad Paceña.

Materiales y Métodos

La investigación se realizó en el Campo Agrícola Experimental (CAE) del Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C. (CIBNOR) localizado al noroeste de la Ciudad de La Paz, B.C.S., México, a los 24° 08’ 10.03” N y 110° 25’ 35.31” O, a 7 m de altitud. Los trabajos experimentales se llevaron a cabo en ambiente semicontrolado, bajo una estructura metálica totalmente cubierta con malla antiáfidos de color blanco con 30% de sombra, a temperatura mínima, media y máxima de 14.25±3.83, 27.64±4.01, 45.17±2.94 ºC, respectivamente, con humedad relativa de 34.8±5.07%. Estos datos climatológicos se registraron con una estación climatológica portátil (Vantage Pro2® Davis Instruments, USA) dentro del área de estudio. Se aplicó un diseño experimental completamente al azar, con dos tratamientos homeopáticos, Manganum metallicum 31CH (MnM-31CH), Magnesium-manganum phosphoricum 3CH (MaMnP-3CH) y agua destilada como tratamiento control (AD), con seis réplicas por cada tratamiento. Las semillas se desinfectaron previo a la siembra con una solución de hipoclorito de sodio 1.5% y se realizó una prueba de germinación según la metodología del ^{ISTA (2010)}.

Las semillas se sembraron en macetas de plástico con capacidad de un litro con sustrato comercial inerte (Sogemix PM^®) y se aplicaron riegos diarios hasta lograr la saturación del sustrato, con agua y solución nutritiva calculada y ajustada para el cultivo de V. unguiculata, tomando como base las instrucciones del manual para soluciones nutritivas de ^{Samperio (1997)}. Las diluciones homeopáticas (MnM-31CH, MaMnP-3CH) y el tratamiento control (AD) se asperjaron sobre las hojas en días alternos durante todo el experimento (50 días). A los 14 días de la siembra se inició la medición de tasa fotosintética y transpiración, en hojas completamente turgentes y sanas, en días soleados y en horario de mayor radiación solar (dos veces por semana), empleando un equipo (IRGA) LCpro-SD Portable Photosynthesis System que incluye una cámara broad-leaf (ADC, Hoddesdon, Herts, UK). La determinación de clorofila se realizó en cada planta, tomando muestras en hojas frescas y totalmente expandidas, previamente limpiadas con agua desionizada para remover cualquier contaminación ambiental en su superficie. Para la extracción de pigmentos fotosintéticos, se tomó 1 g de material fresco por muestra, el cual se trituró en mortero con acetona al 90%, dejando reposar posteriormente en la oscuridad por 72 h, antes de medir absorbancia a 663 y 645 nm de longitud de onda, con un espectrofotómetro con UV/Visible spectrophotometer (Pye Unicam SP6-550, UK).

A los 50 días posteriores a la siembra, se evaluó el área foliar (cm²) con un equipo integrador de área foliar (Li-Cor^®, modelo-LI-3000A, serie PAM 1701-USA). La biomasa fresca (g), se determinó mediante el pesaje de raíz (BFR), de tallo (BFT) y hoja (BFH), en una balanza analítica (Mettler Toledo^®, modelo AG204 USA). Para obtener la biomasa seca, se colocó todo el material fresco por separado (raíz, tallo y hojas) en bolsas de papel, y se introdujo en una estufa de secado (Shel-Lab^®, modelo FX-5, serie-1000203) a 70 °C durante 72 h para su total deshidratación y al final de este proceso se pesaron en balanza analítica (Mettler Toledo^®, AG204) expresando el valor en gramos. Se realizó un análisis de varianza y cuando se encontró diferencia significativa entre tratamientos, se aplicó la prueba de comparación múltiple de medias Tukey HSD, P ≤ 0.05, utilizando el programa estadístico Statistica v. 10.0 para Windows (^{StatSoft, Inc, 2011}).

Resultados y Discusión

Los resultados del análisis de clorofila total y tasa fotosintética mostraron diferencias significativas (P = 0.02) entre tratamientos, con incremento en la concentración de pigmentos fotosintéticos en las plantas que recibieron tratamientos homeopáticos. Esta diferencia fue superior a 90% en las plantas que recibieron una dinamización homeopática 31 Centesimal Hahnemaniana de Manganum metallicum (MnM-31CH) y de 65% en las plantas tratadas con dinamización homeopática 3 Centesimal Hahnemaniana de Magnesium-manganum phosphoricum (MaMnP-3CH), comparado con las plantas que recibieron agua destilada (AD) como tratamiento control (Figura 1A). La tasa fotosintética de las plantas tratadas con medicamentos homeopáticos se incrementó en 71.6% para MnM-31CH y en 42.85% para MaMnP-3CH, en comparación con el tratamiento control AD (Figura 1B).

Figura 1: Efecto de los medicamentos homeopáticos en el porcentaje de germinación de Salicornia bigelovii. Letras distintas muestran diferencias estadísticas significativas (P = 0.05). 

Si se aplica un criterio tradicional, estos resultados pueden ser explicados por la presencia de nanopartículas del ingrediente activo en el medicamento homeopático aplicado, que pueden incidir de forma directa en los procesos fisiológicos de las plantas, estimulando su crecimiento y desarrollo, incluso en condiciones adversas (^{Mazón et al., 2018}). En el caso del tratamiento MnM-31CH, su ingrediente activo en el concentrado inicial o “tintura madre” de la cual procede, es el manganeso metálico. Este elemento es, después del hierro, uno de los micronutrientes más demandado por las plantas porque contribuye al funcionamiento de varios procesos biológicos incluyendo la fotosíntesis, la respiración y la asimilación de nitrógeno, además de tener un rol importante en la síntesis de proteínas (^{Teixeira et al., 2004}; ^{Prato y Gómez, 2014}). En cambio, el tratamiento MaMnP-3CH incluye manganeso y también magnesio, que juega un papel importante en la formación de la molécula de clorofila y favorece la concentración de pigmentos verdes (^{Cakmak y Yazici, 2010}). A mayor concentración de pigmentos fotosintéticos existe mayor absorción de energía luminosa, y esto a su vez, se traduce en mayor eficiencia del proceso fotosintético, ya que se genera mayor energía química que garantiza mayor acumulación de biomasa y facilita la producción de plantas más vigorosas (^{Guo et al., 2016}).

Tal como se aprecia en la Figura 2, se registraron diferencias significativas entre tratamientos para el área foliar (P = 0.036) y la transpiración (P = 0.04), notándose un incremento del área foliar cuando las plantas de frijol fueron asperjadas con las dinamizaciones homeopáticas (MnM-31CH y MaMnP-3CH). La transpiración en plantas tratadas con MnM-31CH alcanzó el mayor valor, seguido de las que recibieron MaMnP-3CH y del tratamiento control, con menor transpiración. Tales resultados sugieren que las dinamizaciones homeopáticas empleadas estimularon la división y elongación celular en las hojas de las plantas tratadas, logrando de esta manera mayor área foliar. Esta respuesta puede ser asociada a la acción directa de los ingredientes activos de los medicamentos homeopáticos empleados, que contienen Mn²⁺ y Mg⁺², estos juegan un rol importante en el proceso de fotosíntesis, en la síntesis de proteínas y en la asimilación del nitrógeno (^{Guo et al., 2016}). Se puede asumir que la transpiración fue mayor en las plantas que recibieron MnM-31CH y MaMnP-3CH debido a una mayor disponibilidad de líquidos en el interior de los tejidos, que pudiera estar relacionada con un incremento en la biomasa fresca de la raíz (Cuadro 1). Según ^{Niu et al. (2014)} el manganeso, incluido como ingrediente homeopatizado en MnM-31CH y MaMnP-3CH, fomenta la formación de raíces laterales, permitiendo de esta manera que las plantas logren mayor absorción de agua y de nutrientes dada su posibilidad incrementada de explorar mayor área de suelo, lo que beneficia su crecimiento y desarrollo.

Figura 2: Efecto de medicamentos homeopáticos en el área foliar (A) y en la transpiración (B) de Vigna unguiculata L., Walp. Letras distintas muestran diferencias estadísticas significativas (Tukey HSD, P = 0.05). 

El análisis de resultados mostró diferencias significativas entre tratamientos, para biomasa fresca y seca de raíz, tallo y hojas (Cuadro 1), y se observó un incremento del 111.2 y 96.36% respectivamente, en la variable BFR para plantas tratadas con MnM-31CH y MaMnP-3CH, comparado con las no tratadas homeopáticamente (AD). El incremento para la variable BSR en las plantas tratadas con homeopatía fue superior a las del control no tratadas (AD), evidenciándose una mejor respuesta cuando las plantas fueron tratadas con manganeso metálico homeopatizado (MnM-31CH). No se observaron diferencias significativas entre los tratamientos homeopáticos (MnM-31CH y MaMnP-3CH) con respecto a BFT y BST. Sin embargo, ambos tratamientos mostraron diferencias significativas (P ≤ 0.05) en estas variables, con respecto al control (Cuadro 1). La biomasa fresca de hojas fue significativamente superior en las plantas tratadas con los medicamentos homeopáticos, logrando un incremento de 65.5% para MaMnP-3CH, con respecto al tratamiento control AD. Para la variable BSH la respuesta fue similar, pero con un aumento del 56% en las plantas que recibieron MaMnP-3CH. El incremento en biomasa fresca y seca observado en las plantas tratadas con manganeso metálico homeopatizado (MnM-31CH) y con fosfato de magnesio-mangneso homeopatizado (MaMnP-3CH), confirma una respuesta positiva al tratamiento, ya que el magnesio y el manganeso son elementos clave durante el desarrollo de los procesos biológicos responsables de la producción de biomasa, tales como fotosíntesis, respiración y síntesis de proteínas (^{Ceppi et al., 2012}).

Otros autores obtuvieron resultados similares en el cultivo del frijol común Phaseolus vulgaris en materia de producción de biomasa, al aplicar preparados homeopáticos cuyos ingredientes activos presentan similar acción en los indicadores fisiológicos de las plantas tratadas (^{Ruiz et al., 1997}). En el cultivo de Allium f istolosum se observó un incremento significativo en el peso fresco, cuando las plantas fueron tratadas con medicamentos homeopáticos (^{Sánchez y Meneses, 2011}). Similar resultado fue observado por ^{Mazón-Suástegui et al. (2018)} al aplicar Natrum muriaticum 7CH y 13CH al cultivo de albahaca Ocimum basilicum y obtener un incremento en la biomasa aun cuando las plantas fueron sometidas a estrés por NaCl. Los resultados expuestos en la presente investigación demuestran que la homeopatía agrícola es una alternativa viable, con potencial para lograr más producción biológica, principalmente en la agricultura orgánica del futuro.

Conclusiones

Los medicamentos homeopáticos aplicados incrementan significativamente la tasa fotosintética, clorofila total, área foliar, transpiración y biomasa fresca y seca de raíz, tallo y hojas en plantas de frijol Yorimón (V. unguiculata) variedad Paceña. La mejor respuesta (incremento de 111.2% en BFR), se logró con el tratamiento basado en una dinamización homeopática 31 centesimal de manganeso metálico (MnM-31CH). Estos resultados señalan que la homeopatía agrícola puede ser una alternativa viable y de bajo costo para incrementar eco-amigablemente la producción de biomasa y la rentabilidad financiera del cultivo de V. unguiculata, con un impacto positivo en el sector agrícola latinoamericano.