Capítulo 5 NUTRICIÓN MINERAL

Por : Lorenzo Antonio Zamorano Moreno

INTRODUCCIÓN • Los nutrientes minerales son

elementos adquiridos principalmente en forma de iones inorgánicos del suelo.

• Absorbida por las raíces y trasladadas a las diversas partes de la planta , en los que se utilizan en numerosas funciones biológicas.

• Hongos micorrícicos y bacterias fijadoras de nitrógeno (Azotobacter y el Azospirillum, Rhizobium) participan en la adquisición de nutrientes.

• Altos rendimientos agrícolas dependen en gran medida de la fertilización de nutrientes minerales.

•Las plantas suelen utilizar menos de la mitad del fertilizante aplicado. Los minerales restantes pueden filtrarse en las aguas superficiales o subterráneas , apegarse a las partículas del suelo , o contribuir a la contaminación del aire.

NUTRIENTES ESENCIALES, DEFICIENCIAS Y LOS TRASTORNOS DE LA PLANTA

Criterios de esencialidad Arnon y Stout (1939)

• La deficiencia del elemento hace imposible que la planta complete su ciclo vital

• La deficiencia es específica para el elemento en cuestión, es decir, no puede ser totalmente sustituido por otro

• El elemento está directamente involucrado en la nutrición de la planta, bien como un constituyente de un compuesto esencial, o necesario para la acción de un sistema enzimático

Clasificación de acuerdo con su función bioquímica

Técnicas especiales en los estudios nutricionales

(A) Raíces se sumergen en la solución de nutrientes, y se burbujea aire a través de la solución. (B) sistema hidropónico alternativo, es el sistema de crecimiento de la película de nutrientes en la que la solución nutritiva se bombea como una pe-

lícula delgada hacia abajo a través de un poco profunda que rodea las raíces de las plantas.(C) En el sistema aeropónico, las raíces se suspenden en la solución de nutrientes, que se bate en una niebla por un rotor accionado por motor.

Cámara sellada para la sujeción de las plantas

Solución nutritiva pulverizada

Motor pulverizada la solución

Solución nutritiva

Solución nutritiva mas empleada (Hoagland 1933)

Carencias minerales interrumpen el metabolismo y las funciones vegetalesAporte

inadecuado elemento esencial

Desorden nutricional =

Síntoma característico

Se clasifican en base a su movilidad dentro de una planta y su tendencia a traslocarse durante deficiencias

Deficiencias NITRÓGENO: • Elemento mineral del cual las plantas necesitan en mayor cantidad

• Constituyente de aminoácidos y ácidos nucleicos

Síntomas de deficiencia: Inhibe rápidamente el crecimiento vegetal

Clorosis (hojas viejas) Tallos delgados y leñosos Síntesis de antocianina (coloración morada, en hojas peciolos tallos en algunas especies tomate y ciertas variedades de maíz)

AZUFRE • Se encuentra en dos aminoácidos

• Forma parte de varias coenzimas y vitaminas esenciales para el metabolismo

Síntomas de deficiencia:Similares al del nitrógeno, clorosis, crecimiento raquítico, y acumulación de antocianina

Aunque las deficiencias se observan en las hojas jóvenes

FOSFORO • Componente fundamental de Azúcar-fosfato en la respiración y la fotosíntesis y los fosfolípidos que forman parte de las membranas vegetales.

• Componente de los nucleótidos utilizados en el metabolismo energético (ATP) y en las moléculas de DNA y RNA

Síntomas de deficiencia: Crecimiento raquítico de plantas jóvenes

Coloración verde oscura en hojas que pueden estar malformadas y necróticas

Puede formar antocianinas en exceso

Tallos finos (pero no leñosos) Muerte de hojas viejas

SILICIO• Muchas especies acumulan grandes cantidades de este mineral en sus tejidos y muestran un aumento en el crecimiento y fertilidad

• Con la Carencia de este, las plantas son mas sensibles a infecciones fungosas

• Constituye una alternativa a la lignina en el refuerzo de las paredes celulares

• Reduce la toxicidad de muchos elementos pesados

BORO• Participa en la elongación celular

• En la síntesis de ácidos nucleicos, en las respuestas hormonales y en la función de la membrana

Síntomas de deficiencia: Necrosis en las hojas jóvenes (base del limbo) y en las yemas terminales

Plantas pierden dominancia apical (muy ramificadas)

Fruto, raíces carosas y tubérculos necrosis o anomalías relacionadas con la ruptura de tejidos internos

POTASIO • Regulación del potencial osmótico en las células vegetales

• Activador de muchas enzimas implicadas en la respiración y en la fotosíntesis

Síntomas de deficiencia: Moteado o clorosis marginal (hojas viejas)

Las hojas pueden curvarse o arrugarse

Tallos delgados y débiles, internodales cortos

Mayor susceptibilidad a hongos

CALCIO• Síntesis de nuevas paredes celulares (lamina media)

• Se usa durante la división celular

• Mensajero para diversas respuestas de las plantas a las señales ambientales y hormonales

Síntomas de deficiencia:Necrosis de regiones jóvenes meristemáticas (puntas de raíces y hojas jóvenes)

Hojas jóvenes deformadasRaíz color marrón, corto y muy ramificado

Atrofia severa Muerte prematura

MAGNESIO • Activación de enzimas que intervienen en la respiración, fotosíntesis y la síntesis de ADN y ARN

• Parte fundamental de la molécula de la clorofila

Síntomas de deficiencia:

Clorosis entre las venas de las hojas viejas

Si es muy fuerte las hojas toman un color amarillo a blanco

Abscisión prematura de hojas

CLORO • Para la división del agua en la fotosíntesis a través del cual se produce oxígeno

• Para la división celular en hojas y raíces

Síntomas de deficiencia:

Marchitamiento de las puntas de las hojas seguido por clorosis general y necrosis

Hojas de color bronceado

Raíces atrofiadas y engrosadas cerca de las puntas

MANGANESO •Activa varias enzimas en las células de las plantas.

•En particular, descarboxilasa y deshidrogenasa que participan en el ciclo de Krebs

Síntomas de deficiencia:

Clorosis intervenosa con pequeñas manchas necróticas en hojas jóvenes

SODIO • Esencial para la regeneración de fosfenolpiruvato (C4 y CAM)

Síntomas de deficiencia:

Clorosis o necrosis, e incluso no se forman flores

HIERRO•Componente de las enzimas implicadas en la transferencia de electrones (reacción redox), como los citocromos

Síntomas de deficiencia:

Clorosis intervenal pero a diferencia del magnesio este se da en hojas jóvenes

ZINC • Muchas enzimas lo necesitan para su actividad

• Para la biosíntesis de la clorofila en algunas plantas

Síntomas de deficiencia:

Crecimiento en roseta

Hojas pequeñas y deformadas, arrugadas en los bordes

Clorosis entre los nervios de hojas viejas

COBRE • Asociado a enzimas implicados en la reacción redox (plastocianina, implicada en la transferencia de electrónica durante la fase lumínica de la fotosíntesis)

Síntomas de deficiencia:

Hojas de color verde oscuro

Manchas necróticas Hojas curvadas malformadas

Abscisión foliar

NíQUEL La ureasa es la única enzima conocida en las plantas superiores que contiene níquel

Síntomas de deficiencia:•Plantas con carencia de níquel almacenan urea en sus hojas y como consecuencia de ello los extremos de las hojas muestran necrosis

MOLIBDENO• Componente de numerosas enzimas, como la nitrato reductasa y la nitrogenasa

Síntomas de deficiencia:

Clorosis general entre los nervios

Necrosis de las hojas mas viejas

Impedimento de la formación de flor o caída prematura

Análisis de tejidos vegetales(detectar carencias)

• Las necesidades minerales cambian a lo largo del crecimiento y desarrollo de una planta (etapas)

• Análisis de nutrientes en el suelo y en tejidos vegetales para determinar los programas de fertilización

Un uso adecuado del análisis de los tejidos vegetales implica una comprensión de la relación entre el crecimiento de la planta (o rendimiento) y la concentración mineral de las muestras de tejidos vegetales

Tratamiento de las carencias nutricionales• La principal perdida de

nutrientes de los sistemas agrícolas es debida a la lixiviación

• Fertilizantes simples: solo un de los 3 nutrientes (N, P, K)

• Fertilizantes compuestos: dos o mas 10-14-10

• Fertilizantes orgánicos: mineralización (días, meses y años)

• Aplicación foliar: evitar daños a las hojas

• Aplicar al suelo para modificar el pH

Suelo, raíces y microbios Complejo,

físico químico y sustrato biológico

Reservorio de nutrientes

Ecosistema diverso

Cargas negativas afectan la adsorción de nutrientes minerales• Las partículas del suelo (orgánicas e inorgánicas) tienen predominantemente cargas negativas

• Los suelos inorgánicos se clasifican por el tamaño de sus partículas

Gravas: partículas > 2mmArenas gruesas: entre 0.2 y 2 mmArenas finas: entre 0.02 y 02 mmLimo: entre 0.002y 0.02 mmArcillas: menores de 0.002

Capacidad de intercambio catiónico (CIC)

• Grado con el que el suelo puede adsorber e intercambiar iones y depende en gran medida del tipo de suelo. Un suelo con una elevada capacidad de intercambio catiónico generalmente aporta mas minerales a las raíces. Aniones minerales

(NO3- y Cl-) son repelidos, permanecen disueltos en la solucion del suelo y pueden ser lixiviados

pH en la disponibilidad de nutrientes, microbios del suelo y raíces

•Crecimiento radical favorecido en suelos ligeramente ácidos (pH 5.5-6.5)

•Hongos predominan en suelos ácidos

•Bacterias en suelos básicos

•Disponibilidad de nutrientes

Exceso de minerales en el suelo limita el crecimiento vegetal

• Limita la disponibilidad e agua

• El cloruro de sodio y sulfato sódico son los mas comunes en suelos salinos

• La irrigación promueve la salinización

• Muchas plantas pueden afectarse severamente con poca salinidad y otras sobrevivir con altos niveles e incluso crecer (Halófitas)

Boutelova gracilis

Plantas desarrollan extensos sistemas de raíces

•Capacidad de obtener agua y nutriente relacionado con la capacidad para desarrollar un sistema extenso de raíces

•Con forme las condiciones de la rizosfera aumenta el crecimiento de las raíces

• Hongos micorrícicos facilitan la absorción de nutrientes por las raíces

• 83% dicotiledoneas y 79% de las monocotiledoneas y todas las gimnospermas forman regularmente asociaciones micorricicas

• Hay dos clases principales: ectotróficas y vesiculares-arbusculares

Red de hifasCapa compacta de hifas

LITERATURA CITADA• Taiz L, Zeiger E (2006) Plant Physiology, 5ª edición. Sinauer Associates, Sunderland, MA.

• http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/nutricionmineral/

• http://www.infojardin.com/foro/showpost.php?p=2543877&postcount=13

• http://blog.agrologica.es/carencias-nutricionales-en-citricos-sintomas-y-correccion/

• http://www.zoetecnocampo.com/Documentos/Lista/listado1.htm