Elementos Químicos Esenciales Para Las Plantas

 Los conocimientos actuales acerca de los organismos vegetales permiten asegurar que casi la totalidad de los mismos se componen únicamente de tres elementos fundamentales, que son C, H y O. Las plantas obtienen tanto el carbono como el oxígeno directamente del aire por fotosíntesis mientras que el hidrógeno procede directa o indirectamente del agua del suelo. Las plantas, no obstante, son incapaces de vivir solamente a base de aire y agua, necesitando elementos químicos que, por lo general, les son proporcionados a expensas de las sustancias minerales del suelo. Es interesante señalar que estos elementos, que las plantas obtienen del suelo, son los que comúnmente limitan el desarrollo de los cultivos. El crecimiento de las plantas, salvo circunstancias excepcionales, como pueden ser sequía, bajas temperaturas, suelos anómalos o enfermedades, no se altera seriamente por una deficiencia de C, H y O. Esto justifica la importancia de los nutrientes del suelo y de los elementos que contienen.

1. CRITERIOS DE ESENCIABILIDAD

Estos criterios de esenciabilidad fueron establecidos por Arnon y Stout en 1939 y, son enumerados a continuación:

1. Un elemento no puede considerarse como esencial a menos que su ausencia haga imposible completar las etapas vegetativas o reproductivas de su ciclo vital.
2. La deficiencia ha de ser específica del elemento en cuestión, y sólo puede ser evitada o corregida mediante el suministro de aquél.
3. El elemento ha de estar directamente implicado en la nutrición de la planta, con independencia de sus posibles efectos en la corrección de condiciones desfavorables, químicas o microbiológicas, del medio externo.

Aunque estos criterios han sido aceptados como válidos y plenamente aplicados a todos los seres vivos, algunos investigadores consideran que el segundo criterio no es totalmente correcto. Por ejemplo, se requiere molibdeno para la fijación del N por bacterias del género Azotobacter sp. Sin embargo, en algunas especies de este género el molibdeno puede ser sustituido por el vanadio.

2. ABSORCIÓN DE ELEMENTOS NUTRITIVOS POR LAS PLANTAS

Sólo una pequeña parte de cada nutriente presente en el suelo se encuentra disponible para las plantas (2%). El resto (98%) aparece en formas no asimilables por las plantas, es decir, se halla firmemente ligado a la fracción mineral y a la materia orgánica, resultando inaccesible mientras no se vea afectado por los procesos de descomposición. Éstos ocurren lentamente, durante largos períodos, y los nutrientes son liberados de modo gradual.

Estos compuestos se disocian en el agua del suelo en iones positivos y negativos , y bajo estas formas son asimilados por las plantas . Los iones pueden estar libres en la disolución del suelo o pueden ser adsorbidos por las partículas coloidales del mismo. Los aniones y una pequeña parte de los cationes están contenidos en la disolución del suelo, mientras que la mayoría de los cationes están adsorbidos en el complejo coloidal. Los iones adsorbidos por las partículas coloidales pueden ser absorbidos directamente por las raíces o, más frecuentemente, pasar primero a la solución del suelo, de donde son absorbidos por las raíces.

Cuando un ión pasa de la disolución a la planta, otro ión pasa del complejo a la disolución, con el fin de mantener una concentración adecuada de iones.

La proporción de macronutrientes extraída por las cosechas puede suponer la práctica totalidad de las existencias en el suelo mientras que en la extracción de micronutrientes del suelo, estas cantidades nunca suponen una proporción tan alta respecto del total sino que, en general, sólo representan un pequeño porcentaje de la cantidad total existente en un suelo. Esto supone que, salvo excepciones, no deberían aparecer deficiencias en cuanto a la nutrición de los cultivos, y sin embargo esto no es así. Hay que tener en cuenta que, por sus características, los microelementos tienen una movilidad, en general, escasa derivada de factores condicionantes por lo que, son poco asimilables por las plantas.

Son numerosos los factores inherentes al medio (suelo y clima) que influyen sobre el mayor o menor grado de absorción de los nutrientes. Entre estos factores cabe destacar, los siguientes:

1. Textura del suelo.

Los suelos de texturas finas presentan una mayor superficie externa, por lo que los agentes que alteran su estructura tienen una mayor posibilidad de actuación: 1g de arcilla coloidal presenta una superficie externa 1.000 veces mayor que la presentada por la misma cantidad de arena gruesa.

2. pH del suelo.

Para unos determinados valores de pH algunos elementos asimilables se transforman en sus formas no asimilables, debido a que entran a formar parte de los compuestos insolubles. Por ejemplo, el hierro en un medio básico da como resultado un hidróxido insoluble. En otras ocasiones se producen compuestos volátiles, que se pierden ya que escapan a la atmósfera; tal es el caso de los fertilizantes amónicos, que en suelos básicos producen amoníaco, una parte del cual se pierde en la atmósfera cuando la aportación del fertilizante se hace en la superficie del suelo.

3. Interacciones entre iones.

En algunas ocasiones se producen interacciones entre dos iones, que dificultan o facilitan la absorción de uno de ellos. Se produce antagonismo cuando uno de los iones tiende a inhibir la absorción del otro, especialmente cuando aumenta la concentración de uno de ellos. Es el caso, por ejemplo, del antagonismo potasio-magnesio, en donde la mayor concentración de potasio ocasiona una deficiente asimilación de magnesio.

4. Clima.

Los factores que más influyen sobre la absorción son la temperatura y la humedad. A medida que aumenta la temperatura se incrementa la absorción, debido a una mayor actividad bioquímica, hasta llegar a un nivel óptimo por encima del cual decrece progresivamente hasta paralizarse. Con bajas temperaturas ocurre lo contrario dado que se ve dificultada la actividad bioquímica y se produce una disminución de la solubilidad en el suelo. De modo semejante, ocurre que a medida que aumenta la humedad se produce un incremento en la absorción de nutrientes.

 CLASIFICACIÓN DE LOS ELEMENTOS NUTRITIVOS

Actualmente se admite que las plantas superiores pueden contener hasta 60 elementos, de los cuales 16 de ellos (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, B, Mo, Cu, Zn y Cl) son considerados esenciales para su normal desarrollo mientras que otros 4 (Na, Si, Co y V) son considerados solo esenciales para algunas de ellas (figura 1). Todos estos elementos desempeñan funciones muy importantes en las plantas, y cuando están presentes en cantidades insuficientes, pueden producirse graves alteraciones y reducirse notablemente el crecimiento de las mismas.

MACRONUTRIENTES

Los macronutrientes son los elementos necesarios en cantidades relativamente abundantes para asegurar el crecimiento y la supervivencia de las plantas. La presencia de una cantidad suficiente de elementos nutritivos en el suelo no garantiza por sí misma la correcta nutrición de las plantas, pues estos elementos han de encontrarse en formas moleculares que permitan su asimilabilidad por la vegetación. En síntesis, se puede decir que una cantidad suficiente y una adecuada disponibilidad son fundamentales para el correcto desarrollo de la vegetación.

Dentro de éstos, se puede distinguir entre elementos primarios (N, P y K) y elementos secundarios (Ca, Mg y S).

 

Elementos primarios:

•  Nitrógeno (N)
•  Fósforo (P)
•  Potasio (K)

 Elementos secundarios:

•  Calcio (Ca)
• Magnesio (Mg)
• Hierro (Fe)
•  Cobre (Cu)
• Manganeso (Mn)
• Zinc (Zn)

MICRONUTRIENTES

Reciben el nombre de micronutrientes, aquellos elementos indispensables para que las plantas puedan completar su ciclo vital, aunque las cantidades necesarias de ellos sean muy pequeñas. El contenido total de micronutrientes en el suelo es función del material de partida y de los procesos edafológicos. Aquellos elementos cuya concentración total en el suelo es normalmente inferior a 1000 mg/kg son llamados elementos traza. Dentro de este grupo podemos incluir a los micronutrientes (Cu, Mn y Zn), imprescindibles para las plantas y para los animales en baja concentración, pero que pueden volverse tóxicos al alcanzar determinados niveles. La excepción entre ellos está en el Fe, que es un micronutriente pero no estrictamente un elemento traza.