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Ciencias Agrcolas, Pecuarias y del Medio Ambiente
Contenido didctico del curso Viveros
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS, PECUARIAS
Y DEL MEDIO AMBIENTE
CODIGO CURSO 302570
NUTRICION VEGETAL
NOMBRE DEL DIRECTOR DE CURSO
Sonia Esperanza Aguirre Forero
NOMBRE DE ACREDITADOR
Rocio Del Carmen Yepez Davalos
BOGOTA
2013
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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO. Por respeto
de los derechos de Autor a nivel moral los contenidos del modulo
fue articulado por los Ingenieros Agronomos: Sonia Esperanza
Aguirre Forero Tutor UNAD. Msc. Ciencias Agragrias Nelson Virgilio
Piraneque Gambasica -Docente Planta UNIMAGDALENA. Doctor Ciencias
Agropecuarias. NUTRICION VEGETAL
CONTENIDO
Pg INTRODUCCION O PRESENTACION 5 OBJETIVOS GENERALES DEL MODULO
6 RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA LECTURA DEL MODULO 7
SUGERENCIAS PARA EL TUTOR 8 UNIDAD I. LA NUTRICION VEGETAL CAPITULO
1 FISIOLOGIA NUTRICIONAL 10 INTRODUCCION 11 LOGROS GLOSARIO
ACTIVIDADES INTRODUCTORIAS 14 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Leccin 1.
FACTORES QUE LIMITAN LA PRODUCCION DE CULTIVOS 15 Leccin 2.
DEFINICION Y CLASIFICACION DE NUTRIENTES MINERALES 17
ELEMENTOS PRESENTES EN LA NUTRICION DE PLANTAS ESENCIABILIDAD DE
ELEMENTOS NUTRIENTES
Leccin 3. DISPONIBILIDAD Y MOVIMIENTO DE ELEMENTOS NUTRIENTES 22
DISPONIBILIDAD DE LOS NUTRIENTES EN EL SUELO MOVIMIENTO DE LOS
NUTRIENTES HACIA LA RAIZ MECANISMOS DE ABSORCION DE NUTRIENTES
MOVIMIENTO DE LOS NUTRIENTES DENTRO DE LA PLANTA
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 40 AUTOEVALUACION 41 BIBLIOGRAFIA
RECOMENDADA
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42 UNIDAD II. LOS NUTRIENTES DE LAS PLANTAS CAPITULO 2. LOS
MACRONUTRIENTES 44 INTRODUCCION 45 LOGROS GLOSARIO ACTIVIDADES
INTRODUCTORIAS 48 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Leccin 4. NITROGENO
(N) Leccin 5. FOSFORO (P) 58 Leccin 6. POTASIO (K) 67 Leccin 7.
CALCIO (Ca) 74 Leccin 8. MAGNESIO (Mg) 78 Leccin 9. AZUFRE (S) 81
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 89 AUTOEVALUACION BIBLIOGRAFIA
RECOMENDADA 90 CAPITULO 3. LOS MICRONUTRIENTES 92 INTRODUCCION 93
LOGROS GLOSARIO ACTIVIDADES INTRODUCTORIAS 94 ACTIVIDADES DE
APRENDIZAJE Leccin 10. BORO (B) Leccin 11. CLORO (Cl) 98 Leccin 12.
COBRE (Cu) 101 Leccin 13. HIERRO (Fe) 105 Leccin 14. MANGANESO (Mn)
110 Leccin 15. ZINC (Zn) 114 Leccin 16. MOLIBDENO (Mo) 118 Leccin
17. NIKEL (Ni) 121 Leccin 18. ELEMENTOS BENEFICOS 122 ACTIVIDADES
COMPLEMENTARIAS 125 AUTOEVALUACION BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 127
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UNIDAD III. FERTILIDAD Y NUTRICION VEGETAL CAPITULO 4. SISTEMA
SUELO PLANTA 129 INTRODUCCION 130 LOGROS GLOSARIO 131 ACTIVIDADES
INTRODUCTORIAS 132 ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE Leccin 19. FACTOR
INTENSIDAD, CAPACIDAD Y RESTITUCION Leccin 20. LA RIZOSFERA 134
Leccin 21. CONCENTRACION DE IONES EN LA RIZOSFERA 136 Leccin 22. pH
y POTENCIAL REDOX EN LA RIZOSFERA 140 Leccin 23. RIZODEPOSICION 142
Leccin 24. LAS MICORRIZAS Y SU PAPEL EN LA NUTRICION VEGETAL 148
Leccin 25. LA NUTRICION MINERAL Y SU INFLUENCIA SOBRE ENFERMEDADES
VEGETALES 153 ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 165 AUTOEVALUACION
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA 166 CAPITULO 5. DIAGNOSTICO DE FERTILIDAD
Y NUTRICION 169 INTRODUCCION 170 LOGROS GLOSARIO 171 ACTIVIDADES
INTRODUCTORIAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE 172 Leccin 26. ANALISIS
DE SUELOS Leccin 27. ANALISIS FOLIAR 179 Leccin 28. RECOMENDACIONES
DE FERTILIDAD PARA MEJORAR LA NUTRICIN DE LOS CULTIVOS 183
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 192 AUTOEVALUACION BIBLIOGRAFIA
RECOMENDADA 194
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PRESENTACION DEL MODULO.
A travs de la lectura del texto, del desarrollo de las
actividades y de los ejercicios de
refuerzo, los autores pretenden que se conozca y comprenda la
importancia de la nutricin
vegetal como factor determinante de la produccin de alimentos y
fibras. El conocimiento de
los principios bsicos de nutricin vegetal permitir describir y
determinar el crecimiento de
las plantas, con nfasis en requerimientos nutricionales y
aplicarlos en forma prctica en
diferentes situaciones de la produccin vegetal.
Para llegar a este objetivo, el modulo se organiz en tres
unidades y cinco captulos que
desarrollan aspectos relacionados con los principios elementales
de la nutricin vegetal,
describe el papel de macro y microelementos, la relacin
suelo-planta, con nfasis en rizosfera
y la importancia de los anlisis de suelos y foliares para lograr
un diagnstico de la
potencialidad del suelo para suministrar nutrientes y de la
habilidad de la planta para acceder
a ellos.
Cada captulo se presenta en forma independiente, pero vinculado
de forma lgica y
secuencial integrando el conocimiento, por lo que se recomienda
al estudiante su lectura en
forma ordenada, presentando la siguiente estructura:
Introduccin, Logros, Glosario,
Actividades introductorias, Actividades de aprendizaje,
Actividades complementarias,
Actividades de autoevaluacin y una Bibliografa recomendada que
permitir la
profundizacin ce cada uno de los temas.
Con el fin de integrar los componentes y elementos en funcin del
aprendizaje y el desarrollo
cognoscitivo del estudiante, se planteo la estructura citada,
facilitando el acompaamiento y el
acceso a diferentes fuentes de informacin.
Logros. Se refiere al conjunto de conceptos y las competencias
que el estudiante
dominar una vez culmine cada actividad planteada para cada uno
de los
captulos. El Glosario, pretende dar a conocer los trminos
tcnicos utilizados en cada captulo
facilitando la comprensin por parte del estudiante.
Las Actividades introductorias, se hacen para cualificar el
conocimiento general del
estudiante antes de abordar un captulo.
Las Actividades de aprendizaje, constituyen el desarrollo
temtico del captulo.
Las actividades Complementarias, son algunas actividades que el
estudiante debe realizar
para afianzar y/o aplicar los conocimientos.
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Las actividades de Autoevaluacin, desarrolladas en concordancia
con los objetivos
especficos, pretende inducir al estudiante a consultar
bibliografa e informacin va Web, a desarrollar algunas actividades
prcticas y/o a resolver problemas, lo que le ayudar a ampliar
sus
conocimientos y sus habilidades para manejar la informacin.
Cada captulo estar acompaado de figuras, diagramas y tablas que
ilustrarn y facilitarn la
comprensin e interpretacin de los diferentes temas.
Este mdulo est dirigido a estudiantes de la UNAD y dems personas
interesadas en el
conocimiento y profundizacin del tema. Debe recordar que el
nivel de conocimiento que
usted adquiera, depender en gran parte de su inters, esfuerzo y
creatividad!
El criterio de evaluacin acadmica planteado en el mdulo, supera
los resultados
cuantitativos y memorsticos, como nica instancia de evaluacin,
abre la puerta a procesos
cognoscitivos y socio afectivos segn el entorno del estudiante,
lo que facilita el proceso de aprendizaje.
En resumen, el modelo utilizado pretende desarrollar en el
estudiante las competencias
entendidas como la capacidad para utilizar el conocimiento en
todas sus dimensiones, relacionndolas con el entorno social en los
diferentes contextos, con nfasis en el saber
hacer
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OBJETIVOS GENERALES DEL MODULO
Una vez finalizado el estudio de este mdulo, el estudiante estar
en capacidad de:
Conocer y comprender los conceptos bsicos de nutricin
vegetal
Aplicar los conocimientos adquiridos en las actividades propias
de la produccin
agropecuaria, sugiriendo el mejor manejo en situaciones
particulares de inters.
Constituirse en agente de cambio con la posibilidad de aplicar y
transferir los
conocimientos adquiridos para beneficio y desarrollo sostenible
de la regin.
Describir la influencia de las propiedades fsicas, qumicas y
biolgicas del suelo y sus
interacciones sobre la disponibilidad de nutrientes para los
cultivos.
Identificar los problemas de nutricin vegetal y recomendar
acciones correctivas.
Identificar prcticas de manejo de suelo y de nutrientes, que
maximicen la productividad
manteniendo la capacidad productiva de los suelos y mejorando la
calidad del ambiente.
Describir cmo las plantas absorben los nutrientes, cules son los
factores que afectan la
disponibilidad de los mismos y cmo el sistema suelo los
suministra, identificando los
sntomas de deficiencia.
Interpretar la informacin del anlisis qumico de suelo y foliar
como herramientas tiles
en el diagnstico, con el fin de hacer propuestas racionales en
nutricin vegetal.
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RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA LECTURA DEL MODULO
Para lograr una buena comprensin y asimilacin de los contenidos
del mdulo, se sugieren
las siguientes actividades:
Observe la estructura del mdulo y la presentacin de contenidos
(grficas, tablas,
materiales anexos).
Asimile los objetivos generales planteados para el mdulo.
Lea cuidadosamente la introduccin de cada captulo.
Indague cunto conoce sobre el tema.
Desarrolle las actividades introductorias de cada captulo.
Lea los objetivos del captulo.
Inicie el estudio de las unidades a nivel individual y en
pequeos grupos
Resuelva las preguntas y ejercicios de refuerzo
Realice los ejercicios de autoevaluacin y determine cumplimiento
de logros
Discuta con su Tutor los temas cuya comprensin sea limitada
Junto con su Tutor, realice las prcticas de campo
Presente evaluacin
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SUGERENCIAS PARA EL TUTOR
Es conveniente que lea y comprenda el mdulo antes de iniciar el
trabajo de asesora con
los estudiantes.
Programe los ejercicios para cada tutora de acuerdo con los
temas y preprese para
resolver dudas.
Recuerde que en cada captulo existe material (lecturas,
presentaciones, grficas,
evaluaciones) con el que se puede apoyar la tutora.
Usted puede sugerir el desarrollo de cuadros sinpticos, mapas
conceptuales, portafolios y
dems, que permitan reforzar las autoevaluaciones. Solicite a los
estudiantes las respuestas
a fin de hacer seguimiento, determinar su progreso y las
dificultades que se presenten.
Igualmente, puede solucionarlas en la tutora
correspondiente.
Usted hace parte activa del proceso de aprendizaje y de usted
depende en gran parte
el xito de este mdulo y de los usuarios del mismo.
Se puede ensear al estudiante una leccin para un da, pero si
logramos despertar su curiosidad, seguir aprendiendo durante toda
su vida
Enrique Rod.
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UNIDAD 1.UNIDAD 1.
La Nutricin VegetalLa Nutricin Vegetal
Nutricin VegetalNutricin VegetalSonia Aguirre Nelson
Piraneque
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INTRODUCCION
Por centenas de aos, el hombre ha conocido el efecto benfico de
adicionar elementos
minerales a los suelos, Sin embargo, hasta hace pocas dcadas se
estudia la importancia de los
mismos para el crecimiento vegetal.
Hoy, la Nutricin Vegetal se establece como disciplina cientfica
que ha trado consigo un
incremento en el uso de fertilizantes minerales (naturales o
sintticos) para mejorar el
crecimiento de las plantas e incrementar la produccin de
alimentos y fibras tiles para la
poblacin mundial.
En este captulo se partir de la definicin y clasificacin de los
nutrientes minerales
importantes en la nutricin mineral, los criterios necesarios
para determinar esenciabilidad y
cules son hasta hoy, los elementos catalogados como
esenciales.
Se abordar el tema de cmo se mueven los nutrientes hacia la raz,
como los adquieren las
plantas y finalmente cuales son los fenmenos responsables del
movimiento de iones y
solutos dentro del vegetal
LOGROS
Al estudiar las actividades de aprendizaje, usted:
1 Describe los factores que limitan la produccin de cultivos
2 Define y clasifica los elementos minerales esenciales
3 Conoce la forma en que estn presentes los elementos nutrientes
en el suelo
4 Identifica la forma como las plantas absorben los
nutrientes
GLOSARIO
Carencia: Insuficiencia de un elemento nutritivo en un vegetal.
Puede ser visible u oculta
(subclnica). Una carencia tambin puede deberse a induccin de
otros elementos o por
circunstancias fsico-qumicas diversas.
Ciclo de los elementos nutritivos: Secuencia completa de
transformacin de los elementos
nutritivos hasta encontrarse de nuevo en su forma inicial. Suele
incluir su paso por el suelo,
plantas, animales, hombre, etc.
Degradacin: Trmino que define el fenmeno de la transformacin de
la materia orgnica a
travs de una secuencia, en la cual esta pierde paulatinamente su
energa oxidable (C), se
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forma cidos orgnicos (hmicos y flvicos) y finalmente se
mineraliza sus elementos
nutritivos.
Elemento esencial: Elemento qumico cuya presencia en el suelo es
indispensable para el
crecimiento y desarrollo normal de las plantas superiores. Los
elementos o nutrientes
esenciales son: Oxgeno, Carbono, Nitrgeno, Fsforo, Potasio,
Calcio, Magnesio, Azufre,
Boro, Cloro, Hierro, Cobre, Cinc, Manganeso y Molibdeno.
Elementos mayores o macroelementos: Son elementos primarios y
secundarios.
Elementos menores: Se les conoce tambin con el nombre de
Microelementos u
Oligoelementos. Entre estos se encuentran el Boro, Cloro,
Hierro, Cobre, Cinc, Manganeso y
Molibdeno. Son necesarios para activar ciertas enzimas. Para la
mayora de los cultivos se
requieren solo de pocos gramos a algunos kilos por hectrea de
estos nutrientes menores y
ms de esto puede ser realmente perjudicial, especialmente de
boro y molibdeno.
Elementos primarios: Son el nitrgeno (N), Fsforo (P) y Potasio
(K).
Elementos secundarios: Son el Calcio (Ca), Magnesio (Mg) y
Azufre (S).
Elemento til: Elemento qumico utilizable provechosamente por la
planta, aun sin ser
indispensable (por ejemplo el sodio) o incluso elemento qumico
presente en la planta y
absolutamente indispensable para la vida animal (por ejemplo
Cobalto, Flor, Yodo, etc.).
Fertilidad del suelo: Expresin con la que se designa la aptitud
de un suelo para asegurar a la
planta unas buenas condiciones de desarrollo y el suministro
adecuado de agua y elementos
nutritivos, conducente todo ello a la obtencin de buenas
cosechas. La fertilidad del suelo es
la resultante de numerosos componentes fsicos, qumicos y
biolgicos que, por una parte,
depende el medio (suelo, clima) y, por otra, de la actividad
humana (laboreo, riego,
fertilizacin, etc.).
Fijacin: Conjunto de fenmenos fsicos (adsorcin) y de reacciones
qumicas, ms o menos
reversibles, que permiten mantener los elementos nutritivos en
el horizonte cultivado y evitar
su perdida en profundidad.
Macronutrientes: Elementos qumicos esenciales para el
crecimiento de las plantas,
necesarios en grandes cantidades; generalmente mayor que 1 ppm
en las plantas. De modo
general, son aplicados artificialmente al suelo, en materiales
fertilizantes o calcreos. Son
considerados macronutrientes: N, P, K, Ca, Mg, y S adems del C,
O e H, que se encuentra en
cantidades abundantes en la atmsfera y en el agua.
Materia orgnica: Comprende los residuos vegetales (races y parte
area) y animales
(incluido los excrementos), en diversos estados de
descomposicin, que ocurren en el suelo en
estrecha relacin con los constituyentes minerales y los
microorganismos juegan un
importante papel en el suelo, mejorando sus condiciones fsicas y
qumicas y sirviendo de
fuente de elementos nutrientes.
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Microelemento: Elemento nutritivo indispensable para el
metabolismo de los seres vivos,
aunque los precisen en muy pequea cantidad. Ej. Fe, Zn, Cu, B,
Mo, Mn y Cl.
Mineralizacin: Transformacin de la materia orgnica del suelo a
travs de un proceso que
conduce a la formacin de sales minerales, en las que los
elementos fertilizantes son
asimilables para las plantas.
Optimo econmico: Dosis de fertilizante que permite obtener la
mxima diferencia entre el
valor de la cosecha y el costo de los factores de produccin.
pH (Concentracin de iones de hidrogeno): El valor de pH o
concentracin de iones de
hidrgeno de cualquier solucin, suelo o compuesto, es simplemente
un nmero que denota su
grado de acidez o alcalinidad. Una solucin neutra tiene un valor
de pH 7,0; valores
superiores a 7,0 indica alcalinidad, e inferiores a 7,0 indica
acidez en escala logartmica.
ppm: Partes por milln.
Solucin del suelo: Componente hdrico del suelo, en el que se
encuentran disueltos los
elementos nutritivos y a disposicin de los cultivos.
ACTIVIDADES INTRODUCTORIAS
Sabe usted:
Cules y cuntos factores pueden afectar la produccin de un
cultivo?
Cules son los mecanismos de estrs que reducen el potencial de
rendimiento?
Qu es un elemento mineral esencial?
Cules son los elementos nutrientes considerados como
esenciales?
Cules son los criterios de esenciabilidad de un nutriente?
Qu es Intercepcin radical, difusin y flujo en masa?
Cmo las plantas absorben los nutrientes que requieren para su
normal crecimiento?
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ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Leccin 1. FACTORES QUE LIMITAN LA PRODUCCION DE CULTIVOS
La obtencin del mximo potencial productivo de un cultivo en
particular, depende de la
especie, capacidad gentica de la misma, del ambiente (suelo y
clima) y de la capacidad del
productor para identificar, eliminar o minimizar los factores
que reducen dicho potencial
(Figura 1.1).
Figura 1.1. Factores que limitan la produccin de cultivos.
En la tabla 1.1 se listan los principales factores que afectan
el potencial de un cultivo. Aunque
es casi imposible controlar los factores climticos, los
inherentes al suelo y el cultivo pueden
manejarse para maximizar la productividad.
CLIMA
MANEJO
PLAGAS Y ENFERMEDADES
Hora luz y brillo solar
Temperatura
Lluvias
Labores culturales
Fertilizantes y abonadoRiegos
Drenaje
Fisica
Qumica
Suelo
Arvenses
Factores que afectan la produccin Factores que afectan la
produccin
de cultivosde cultivos
Biolgica
CLIMA
MANEJO
PLAGAS Y ENFERMEDADES
Hora luz y brillo solar
Temperatura
Lluvias
Labores culturales
Fertilizantes y abonadoRiegos
Drenaje
Fisica
Qumica
Suelo
Arvenses
Factores que afectan la produccin Factores que afectan la
produccin
de cultivosde cultivos
Biolgica
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Tabla 1.1. Factores que afectan e potencial productivo de un
cultivo
FACTORES CLIMATICOS FACTORES DE MANEJO FACTORES DEL SUELO
Precipitacin
Cantidad y distribucin
Temperatura
Humedad relativa
Luz
Cantidad
Intensidad
Duracin
Altitud/Latitud
Viento
Velocidad
Distribucin
Concentracin de CO2
Variedad/ Especie
Fecha de siembra
Calidad de semilla
Porcentaje de germinacin
Densidad de siembra
Disponibilidad de agua
Evapotranspiracin
Nutricin
Plagas
Insectos
Enfermedades
Arvenses
Eficiencia de cosecha
Materia Orgnica
Textura
Estructura
CIC
Saturacin de bases
Pendiente y topografa
Temperatura
Preparacin
Drenaje
Interno
Externo
Profundidad efectiva
Los factores controlables e incontrolables, pueden actuar de
forma independiente, pero
generalmente, intervienen en conjunto, debido a que todos ellos
se encuentran
interrelacionados, interactuando de manera, positiva para
incrementar o por el contrario,
decrecer el potencial productivo y/o el crecimiento de un
cultivo. Esto es, cando dos o mas
factores de crecimiento interactan, la influencia de cada uno
puede modificarse por el otro.
Las interacciones negativas se presentan cuando la respuesta de
la planta a factores
combinados es menor que la respuesta de la misma cuando los dos
se aplican en forma
separada. Las positivas, constituyen los que se conoce como la
ley del mnimo, desarrollada
por Justus Von Liebig. Si dos factores son limitantes, la adicin
de uno puede ejercer un
pequeo efecto en el crecimiento, mientras que una mejor
respuesta se obtiene de la
aplicacin de los dos en forma combinada (Figura 1.2.).
En trminos generales, entre los factores que pueden reducir la
potencialidad de un cultivo se
encuentran la disponibilidad de agua, nutrientes y
temperatura.
En la figura 1.2, se observan los diferentes tipos de estrs que
afectan la potencialidad
productiva de un cultivo (curva 1) y al mismo tiempo, se
representa el incremento en la
misma cuando se minimiza el efecto de los factores adversos para
el cultivo (curva 2).
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Figura 1.2. Tipos de estrs que afectan la potencialidad
productiva de un cultivo.
En la zona tropical, los principales factores que pueden afectar
el potencial productivo tiene
que ver con estrs hdrico, cambios bruscos de temperatura, baja
capacidad de
almacenamiento y suministro de nutrientes por el suelo, excesiva
lixiviacin de nutrientes y
acidez del suelo (alto contenido de aluminio), entre otros.
Leccin 2. DEFINICION Y CLASIFICACION DE NUTRIENTES MINERALES
2.1. ELEMENTOS PRESENTES EN LA NUTRICION DE PLANTAS
Las plantas, al igual que los dems seres vivos, necesitan una
fuente de energa mediante la
cual completar satisfactoriamente su ciclo de vida. El proceso
mediante el cual las plantas
adquieren los elementos necesarios para cumplir con dicho
precepto, se denomina nutricin y
los elementos involucrados en el mismo, se denominan nutrientes,
los cuales son
exclusivamente de naturaleza inorgnica.
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Las plantas elaboran sus propios alimentos orgnicos por medio de
la fotosntesis
1; emplean
dixido de carbono (CO2) y oxgeno (O2) como materias primas
provenientes del aire y con la
ayuda del agua y nutrientes aportados por el suelo y de la luz
solar sintetizan las sustancias
que requieren para su normal crecimiento y desarrollo (Figura
1.3.), asumiendo por tanto una
funcin estructural; o bien puede servir de sustrato en las
reacciones de respiracin celular,
con las que se obtiene energa (bajo la forma de molculas de
ATP); en ese caso desempea
una funcin energtica.
Figura 1.3. El proceso Fotosinttico.
Los fisilogos vegetales han descubierto que las plantas
necesitan carbono (C), hidrgeno
(H+), oxgeno(O2), nitrgeno(N), fsforo (P), potasio (K), calcio
(Ca), magnesio (Mg), azufre
(S), sodio (Na), hierro (Fe), manganeso (Mn), boro (B), cinc
(Zn), cobre (Cu), molibdeno
(Mo), cloro(Cl), cobalto (Co) y vanadio (V). Las cantidades
relativas de estos elementos
necesarias para un crecimiento normal difieren para cada planta,
pero todas requieren
proporciones grandes de N, P, K, Ca, Mg y S por lo que se les
denomina macroelementos o
macronutrientes. El Fe, el Mn, el B, el Zn, el Cu, el Mo, el Cl,
el Co y el V se requieren en
pequeas cantidades por lo que reciben el nombre de elementos
menores, oligoelementos o
micronutrientes. Estos minerales nutritivos que toma la planta
del suelo, son determinantes
en las funciones de crecimiento y desarrollo vegetal.
En la figura 1.4, se aprecia en forma porcentual los elementos
que toma la planta para cumplir
con cada uno de sus procesos vitales.
1
Proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como
las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energa
en forma de
luz y la transforman en energa qumica. Prcticamente toda la
energa que consume la vida de la biosfera terrestre la zona del
planeta en la cual hay vida procede de la fotosntesis.
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Figura 1.4. Elementos que toman las plantas.
2.2. ESENCIABILIDAD DE ELEMENTOS NUTRIENTES
La mayora de las plantas requieren un nmero determinado de
elementos minerales para
completar satisfactoriamente su ciclo de vida. Los elementos que
son requeridos para el
crecimiento y desarrollo de las plantas son denominados
esenciales.
Para que un elemento sea considerado como esencial, debe cumplir
tres criterios:
a. Un elemento es esencial si la deficiencia del mismo impide
que la planta complete su ciclo vital.
b. Para que un elemento sea esencial, no se puede reemplazar por
otro con propiedades similares.
c. El ltimo criterio que debe cumplirse es que el elemento debe
participar directamente en el metabolismo de la planta (ejemplo,
componente de un constituyente esencial
como una enzima) y su beneficio no debe estar relacionado
solamente al hecho de
mejorar las caractersticas del suelo, mejorando el crecimiento
de la microflora o algn
efecto parecido.
Las tres reglas anteriores pueden resumirse diciendo que: Un
elemento es esencial si la
planta lo requiere para su desarrollo normal y para que pueda
completar su ciclo de vida.
Todos los macronutrientes son constituyentes de compuestos
orgnicos como las protenas y
son esenciales en grandes cantidades. Los micronutrientes son
constituyentes de molculas
enzimticas y as, son esenciales en pequeas cantidades. Teniendo
en cuenta estas
44%
42%
7% 7%
OXIGENO
CARBONO
HIDROGENO
OTROS NUTRIENTES
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consideraciones, resulta difcil generalizar cules elementos
minerales son esenciales para el
crecimiento de las plantas.
Las plantas absorben nutrientes esenciales en mezcla con el
agua, directamente de la solucin
del suelo. Sin embargo, las cantidades presentes en sta pueden
no ser suficientes para el
crecimiento de un vegetal, por lo que el contenido de nutrientes
en solucin constantemente
puede ser remplazado a partir de compuestos orgnicos e
inorgnicos presentes en el suelo y
la aplicacin de fertilizantes. As, la absorcin de nutrientes por
las plantas depende en gran
medida de su disponibilidad, la que esta relacionada con los
procesos y reacciones que tienen
lugar en el suelo. En la tabla 1.2, se presenta la forma de
absorcin de los elementos
esenciales y algunas de las funciones que estos cumplen en la
planta.
Tabla 1.2. Elementos esenciales, formas de absorcin y funciones
en las plantas.
ELEMENTO FORMA DE ABSORCION FUNCION
C, H, O, N, S CO2, HCO3, H20, O2,
NO3, NH4+. SO4
-.
componentes de la materia
orgnica, procesos enzimticos y
reacciones redox
P, B, Si FOSFATOS HPO4-, ACIDO
BORICO- BORATO BO3---
,
SILICATO
Transferencia energa,
Formacin de alcoholes, Sntesis
de lignina
K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl IONES (K+, Na
+, Mg
++, Ca
++, Mn
++,
Cl-)
Potencial osmtico
Actividad enzimtica
Equilibrio aniones
Permeabilidad membrana
Potencial elctrico
Fe, Cu, Zn, Mo IONES, QUELATOS (Fe++
, Cu++
,
Zn++
, MoO4-)
Formacin de enzimas
transporte electrones
En sntesis se puede agrupar los elementos nutrientes en cuatro
categoras:
Constituyentes de estructuras orgnicas,
Activadores de reacciones enzimticas,
Encargados del almacenamiento y transferencia de energa y,
Transporte de cargas y osmoregulacin.
Se acepta la existencia de 17 elementos esenciales para las
plantas. El C, H y O2 no son
considerados como nutrientes minerales, pero son los elementos
ms abundantes en las
plantas. Los 14 restantes se clasifican como macronutrientes y
micronutrientes, segn la
concentracin relativa de los elementos en los tejidos (Tabla
1.3). Otros elementos como el
Na, Co, Va y Si se catalogan como micronutrientes esenciales en
algunas plantas. Los
micronutrientes son tambin denominados elementos menores pero
esta denominacin no
indica que sean menos importantes que los macronutrientes. La
deficiencia o exceso de
micronutrientes puede reducir el potencial productivo de los
cultivos, as como lo pueden
hacer los macronutrientes.
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21
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Las plantas tienen una habilidad limitada para la absorcin
selectiva de elementos nutrientes
esenciales necesarios para su crecimiento. Ellas tambin toman
elementos que no son
necesarios para su crecimiento; as, se han identificado ms de 60
elementos en los vegetales.
Tabla 1.3. Concentracin de nutrientes en las plantas.
ELEMENTO SIMBOLO CONCENTRACION
EN PLANTAS
CLASIFICACION
Hidrgeno
Oxgeno
Carbono
Nitrgeno
Potasio
Fsforo
Calcio
Magnesio
Azufre
H
O
C
N
K
P
Ca
Mg
S
6%
45%
45%
1.5%
1.0%
0.2%
0.5%
0.2%
0.2%
Macronutrientes
Cloro
Hierro
Boro
Manganeso
Zinc
Cobre
Molibdeno
Nikel
Cl
Fe
B
Mn
Zn
Cu
Mo
Ni
100 ppm
100 ppm
20 ppm
50 ppm
20 ppm
6 ppm
0.1 ppm
0.01 ppm
Micronutrientes
Leccin 3. DISPONIBILIDAD Y MOVIMIENTO DE ELEMENTOS
NUTRIENTES
3.1. DISPONIBILIDAD DE LOS NUTRIENTES EN EL SUELO.
La mayora de los suelos contienen grandes cantidades de
nutrientes necesarios para el
crecimiento de las plantas. Sin embargo, muchos de ellos se
encuentran en formas
estructurales de minerales primarios, secundarios o de la
materia orgnica y slo una pequea
fraccin de los minerales en el suelo, se encuentran en formas
realmente disponibles para las
plantas (tabla 1.4). En el proceso de adquisicin y toma de
nutrientes por parte de las platas,
es necesario diferenciar cuatro fases a saber:
Tabla 1.4. Cantidades de algunos elementos esenciales
encontrados en los primeros 15 cm.
del suelo.
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ELEMENT
O
SUELO EN REGIONES HUMEDAS SUELO EN REGIONES SECAS
EN FASE
ESTRUCTURA
L kg.ha-1
EN FASE
INTERCAMBIABL
E
kg.ha-1
EN FASE
SOLUBL
E
kg.ha-1
EN FASE
ESTRUCTURA
L
kg.ha-1
EN FASE
INTERCAMBIABL
E
kg.ha-1
EN FASE
SOLUBL
E
kg.ha-1
Ca
Mg
K
P
S
N
8000 6000
38000
900 700
3500
2250 450
190
- -
-
60-120 10-20
10-30
0.05-0.15 2-10
7-25
20000 14000
45000
1600 1800
2500
5625 900
250
- -
-
140-280 25-40
15-40
0.1-0.2 6-30
5-20
Fase estructural. Constituida por los minerales (primarios y
secundarios) y la materia
orgnica bien sea que se encuentre en forma de residuos orgnicos
o altamente estables como
lo es el humus. Constituye la fuente de elementos pero su funcin
en nutricin vegetal esta
limitada; esto es, los nutrientes se encuentran haciendo parte
de complejos, por lo que su
disponibilidad esta restringida para las plantas. Para que
puedan ser aprovechados para las
plantas, es necesario que se presenten diferentes procesos de
descomposicin (meteorizacin
y mineralizacin) sobre stos.
Para ilustrar con un ejemplo, la ortoclasa (feldespato de
potasio) cuya frmula estructural
KAlSi3O8 permite establecer la presencia de elementos nutrientes
para las plantas como el K,
pero para que ste se encuentre en forma disponible, es necesaria
su meteorizacin fsica,
qumica o biolgica.
Fase slida o Intercambiable. Esta representada por la superficie
de los coloides (arcilla
y materia orgnica), la cual se halla cargada negativamente, por
lo que esta en capacidad de
atraer cationes (Ca++,
Mg++
, K+, Na
+, Al
+++, Fe
+++, etc.). Esta fase constituye la reserva
nutritiva del suelo.
Grandes cantidades de nutrientes estn asociados en forma orgnica
o inorgnica en el suelo.
Mediante procesos qumicos y bioqumicos, los nutrientes se
liberan hacia la solucin del
suelo, donde estn realmente disponibles para las plantas. Uno de
esos procesos lo constituye
el intercambio inico, donde elementos esenciales como Ca, K, Mg
y otros son liberados de
la superficie de las arcillas y el humus a la solucin del suelo.
Despus de la fotosntesis, el
intercambio inico se constituye en la reaccin qumica ms
importante en la naturaleza.
Fase soluble. Constituye la solucin nutritiva del suelo en donde
los iones (cationes y
aniones) se encuentran libres y a disposicin de ser tomados por
las races de las plantas.
Fase Raz. La interaccin de los iones nutritivos en solucin con
la superficie radical, de
donde sern absorbidos y translocados a la parte area de la
planta para su transformacin
metablica y aprovechamiento en los diferentes procesos de
crecimiento y desarrollo vegetal.
La figura 1.5., ilustra como interactan las diferentes fases del
suelo para proveer elementos
esenciales a las plantas. Las plantas ni ingieren partculas del
suelo ni tampoco materia orgnica fina; ellas nicamente absorben
aquellos elementos que se encuentran en solucin.
Figura 1.5. Disponibilidad de nutrientes para las plantas
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Los nutrientes presentes en la fase estructural son liberados
muy lentamente hacia la solucin del suelo y
la mayora de los nutrientes no estn disponibles para las
plantas. Los elementos nutrientes presentes en
las partculas coloidales (fase intercambiable) se encuentran ms
fcilmente disponibles para las
plantas, debido a su gran superficie especfica, lo que le
permite mayor contacto con la fase soluble y
radical, constituyndose en la despensa de nutrientes.
La interaccin de diferentes propiedades fsicas, qumicas y
biolgicas en el suelo, controla la
disponibilidad de nutrientes para las plantas (figura 1.6.). Es
necesario entender estos procesos
y cmo son influenciados por el ambiente durante el crecimiento
vegetal, para optimizar
dicha disponibilidad y por tanto la productividad de los
cultivos.
Figura 1.6. Factores que afectan la absorcin de nutrientes
BONO
$$
BONO
$$$$
1234
Banco Estatal
Banco Estatal
1235
Raz
Fase estructural de
Minerales primarios y
Materia orgnica lentamente
disponible
Fraccin coloidal. Esqueleto
estructural de arcilla y humus
lentamente disponible
Fraccin solucin del
suelo: Iones
disponibles para ser
absorbidos por las
plantas
Anlogo a las reservas
financieras Anlogo a bonos a
corto plazo Anlogo a cheques al
portador
Anlogo a dinero en
efectivo
BONO
$$
BONO
$$$$
1234
Banco Estatal
Banco Estatal
1235
Raz
Fase estructural de
Minerales primarios y
Materia orgnica lentamente
disponible
Fraccin coloidal. Esqueleto
estructural de arcilla y humus
lentamente disponible
Fraccin solucin del
suelo: Iones
disponibles para ser
absorbidos por las
plantas
Anlogo a las reservas
financieras Anlogo a bonos a
corto plazo Anlogo a cheques al
portador
Anlogo a dinero en
efectivo
FACTORES QUE AFECTAN LA ABSORCION DE FACTORES QUE AFECTAN LA
ABSORCION DE
NUTRIENTESNUTRIENTESF
a
s
e
s
l
i
d
a Tamao, ramificacin y zona de
absorcin
pH
Interrelaciones planta-
organismos
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El suministro de nutrientes es un proceso dinmico. Los iones
(cationes y aniones) son
absorbidos de la solucin del suelo y liberadas hacia ella,
pequeas cantidades de iones (H+,
OH- y HCO3
-) (figura 1.7 a y b). Cuando las plantas absorben nutrientes,
su concentracin
disminuye en la solucin del suelo, por lo que se suceden
diferentes reacciones qumicas y
biolgicas que permiten restablecer el equilibrio en la solucin.
Las reacciones que ocurren
dependen del catin o anin involucrado. Los iones adsorbidos a la
superficie de los coloides,
se desorben para restablecer sus concentraciones en solucin (c).
El intercambio inico en el
suelo, como se mencion anteriormente, es una reaccin qumica muy
importante en el
proceso de suministro de nutrientes para las plantas.
Los suelos tambin contienen minerales que pueden ser disueltos
suministrndolos a la
solucin (f). La adicin de iones a travs de la fertilizacin u
otras entradas, incrementa su
concentracin en la fase soluble; parte de ellos permanecen en
solucin y otra parte puede ser
adsorbida en la superficie de los minerales (d) o precipitada
como minerales no disponibles
para las plantas (e).
Al degradar la materia orgnica, los microorganismos pueden
incorporar en sus tejidos
nutrientes presentes en la solucin del suelo (g). Al morir, los
contenidos celulares se liberan
y regresan a la fase soluble (h). Las plantas y los organismos
del suelo utilizan O2 y liberan
CO2 a travs de su actividad metablica (i, j). Cuando se
disminuye la difusin de gases en el
suelo, puede afectar de manera significativa la disponibilidad
de nutrientes y la vida en el
sistema.
Las condiciones ambientales y las actividades humanas,
influencian la concentracin de
nutrientes presentes en el suelo y con ello su disponibilidad
para las plantas (k, l). Ejemplo de
ello es la adicin de plaguicidas, herbicidas, fertilizantes,
etc.
Figura 1.7. Componentes del suelo que influencian la
concentracin de nutrientes en la
solucin del mismo.
SOLUCION
DEL
SUELO
Aire del suelo b a c
d
e
f
g
h
i
j
l k
Toma de
nutrientes
Superficie de
intercambio
Minerales
slidos
Lluvia,
evaporacin,
drenaje
Materia
orgnica del
suelo
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Todos los procesos descritos tienen gran importancia en la
disponibilidad de nutrientes para
las plantas. Sin embargo, dependiendo del nutriente, unos son ms
importantes que otros.
Ejemplo de ello lo constituyen los procesos microbianos
(importantes para el ciclaje y
suministro de N y S) y las reacciones de intercambio
(elementales para el suministro de K,
Ca y Mg).
3.2. MOVIMIENTO DE LOS NUTRIENTES HACIA LA RAIZ
Para que la planta pueda acceder a los nutrientes en solucin,
debe existir un ntimo contacto
entre sus races y los iones disueltos. Existen tres vas por las
cuales las plantas adquieren
nutrimentos: Intercepcin radical, flujo de masa y difusin.
Intercepcin radical. Durante la exploracin por parte de las
races, stas entran en contacto
con los coloides del suelo, interceptando durante este proceso
de desplazamiento, muchos de
los nutrientes que requiere para su metabolismo. Dicho de otra
forma, es el intercambio de
iones que ocurre a travs del contacto fsico entre las races y
las superficies minerales. As, la
capacidad exploratoria de la raz, la cantidad de pelos
absorbentes, la superficie especfica que
ellos representan y las estrategias que la planta utilice para
acceder a nutrimentos (como las
micorrizas), pueden incrementar la absorcin de iones por
intercepcin.
Los clculos de intercepcin radical se basan en: (a) La cantidad
de nutrientes disponibles en
el volumen de suelo ocupado por las races; (b) Volumen radical,
como porcentaje del
volumen total del suelo (en promedio 1%) y (c) de la proporcin
del volumen ocupado por
poros (en promedio, 50%).
Flujo de masa. Los nutrientes en solucin son transportados hacia
la raz como resultado del
proceso de transpiracin de la planta, la evaporacin de agua en
la superficie del suelo y la
percolacin de agua en el perfil del mismo. La cantidad de
nutrientes movilizados por esta va
depende, entonces, del flujo de agua o consumo de la misma por
parte de las plantas y la
concentracin de nutrimentos en el agua del suelo. El Ca+2
, Mg+2
, varios micronutrientes y la
mayora de los nutrientes solubles como NO3-, Cl
- y SO4
-2 se mueven por flujo de masa. Si el
contenido de humedad del suelo es bajo, el movimiento por flujo
de masa se frena y con ello
su contribucin a la nutricin de las plantas.
Difusin. Un in (catin o anin) migra de acuerdo con un gradiente
de concentracin. Se
presenta cuando ste se mueve de una zona de alta a otra de baja
concentracin. El proceso
de absorcin de nutrientes por parte de las plantas a partir de
la solucin del suelo, hace que la
concentracin de los mismos en la zona de influencia de las races
sea menor que en el resto
del volumen del suelo. As, se establece un gradiente de
concentracin que determina que
diferentes iones se muevan por difusin hacia la superficie de
las races. Un alto porcentaje de
P y K se mueven por difusin.
A manera de ejemplo, la tabla 1.5 permite visualizar la
contribucin de la intercepcin radical,
flujo de masa y la difusin en la adquisicin de nutrientes por
maz.
Tabla 1.5. Adquisicin de nutrientes por maz.
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Elemento Requerimiento
para 4.5 tn.ha-1
Intercepcin
radical
Flujo
en masa difusin
N - NO3- 170 1 99 0
P - H2PO4= 35 5 94
K+ 175 2 20 78
Ca2+
35 29 71 0
Mg2+
40 13 87 0
S - SO4= 20 5 95 0
De la tabla, se puede deducir que slo una pequea fraccin de
nutrientes en solucin es
tomada por intercepcin radical, mientras que la mayor
contribucin se presenta cuando los
iones se mueven por flujo de masa y difusin. El 99% del N, el
87% del Mg, el 71% de Ca y
el 95% de S se mueven por flujo de masa, mientras que el 94% del
P y el 78% del K se
mueven por difusin.
Concentracin de nutrientes en la solucin del suelo (factor
intensidad). Para cubrir
sus demandas de nutrientes, las plantas deben tener la capacidad
de obtenerlos va raz, lo que
esta determinado por el tipo de movimiento de la solucin del
suelo y de la longitud radical, la
cual decrece las vas de transporte. La concentracin de
nutrientes es igualmente de gran
importancia para el suministro de nutrientes a las plantas.
La concentracin de nutrientes en solucin vara ampliamente,
dependiendo de factores como
la humedad del suelo, profundidad efectiva, pH, capacidad de
intercambio catinico, potencial
redox, contenido de materia orgnica y actividad microbiana, poca
y la aplicacin de
fertilizantes. Igualmente, se constituye en indicador de la
movilidad de nutrientes hacia las
races y en direccin vertical. En la tabla 1.6 se aprecia la
composicin tpica de la solucin
del suelo.
La concentracin de nutrientes minerales como el N en ecosistemas
naturales es muy baja,
comparado con las mismas en suelos cultivados. Igualmente, la
concentracin de P en la
solucin del suelo es extremadamente baja, por lo que la
contribucin del flujo de masa a las
races es tambin reducida. A diferencia de otros nutrientes, los
fosfatos interactan con la
superficie activa de sesquixidos y oxihidratos de minerales
arcillosos, lo que permite su
movilizacin o inmovilizacin y por consiguiente su disponibilidad
para las plantas.
Tabla 1.6. Composicin tpica de la solucin del suelo.
Naturaleza Categora Mayores
10-4
-10-2
mol. L-1
Menores
10-6
-10-4
mol. L-1
Otros
-
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SO4
2-
Origen
Mayores
10-5
-10-3
mol L-1
Menores
-
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Figura 1.9. Factores que determinan el suministro de nutrientes
para las plantas
Como resultado de investigaciones se demuestra que la absorcin
de iones se caracteriza por
presentar:
Selectividad: Ciertos elementos son absorbidos preferentemente,
mientras que otros son
discriminados o casi excluidos.
Acumulacin: La concentracin de elementos nutriente puede ser
superior en el jugo
celular que en la solucin del suelo.
Genotipo: Existen diferencias entre especies vegetales en cuanto
a las caractersticas de
absorcin inica.
El movimiento de solutos de bajo peso molecular (iones, cidos
orgnicos, aminocidos y
azcares, entre otros) desde la solucin externa hacia el interior
de la pared celular de races,
es un proceso pasivo no metablico llevado a cabo por difusin o
flujo de masa. Sin embargo,
la pared celular puede interactuar con los solutos y de esta
manera facilitar o restringir su
movimiento en los sitios de absorcin de la membrana
plasmtica.
La pared celular esta compuesta por una cadena de celulosa,
hemicelulosa y glicoprotenas
que contiene poros denominados espacios interfibrilares que
difieren en tamao con mximos
valores de 5 nm. Si se comparan los poros con iones hidratados
como K+ y Ca
++, se puede
apreciar que el tamao de stos ltimos es mucho ms pequeo, por lo
cual los poros por si
mismos no ofrecen restriccin alguna al paso de iones en el
espacio libre.
Estructura Dimetro (nm)
Poros en pared celular
Sacarosa
Iones hidratados
K+
Ca++
-
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Contrario a lo anterior, los solutos de alto peso molecular
(quelatos orgnicos, cidos flvicos,
toxinas) o virus y otros patgenos, presentan entrada
restringida, debido a su tamao
normalmente superior al de los poros existentes en las clulas
radicales.
Absorcin de agua y de iones por las races. Una considerable
fraccin del volumen de la
raz es accesible para la absorcin pasiva de iones. La absorcin
de agua y de iones se
presenta en los pelos absorbentes y en la epidermis de la raz.
El espacio libre aparente2 o
apoplasto (espacio intercelular de clulas epidermales y
corticales) permite el transporte de
agua y de iones en regiones de tejidos radicales que no
requieren transporte a travs de una
membrana impermeable. (Figura 1.10.). La absorcin de agua desde
el suelo hacia el
apoplasto se presenta por capilaridad y osmosis. La capilaridad
se presenta cuando el espacio
intercelular es ms pequeo que el espacio lleno con agua en el
suelo y el agua puede moverse
de reas con menor potencial hdrico. Osmosis es el transporte de
agua de reas de menor a
otras con mayor concentracin.
La funcin de las bandas casparianas en la endodermos es la de
servir como barrera
impermeable que le permite seleccionar y regular la absorcin de
iones. En tejido maduro,
previene la entrada de agua y de iones directamente al xilema;
as, el agua y los iones que
entran a la clula o citoplasma pueden ser transportados a travs
de la membrana plasmtica.
Una vez en el interior, el transporte puede darse por va
simplstica (figura 1.10) a travs de
conexiones celulares o plasmodesma.
Figura 1.10. Corte transversal e una raz vegetal.
La concentracin inica en el apoplasto es menor que en la solucin
del suelo; por lo que la
difusin se presenta como respuesta a un gradiente de alta a baja
concentracin. Las clulas
de la superficie interior de la corteza estn cargadas
negativamente, lo que permite la
atraccin de cationes. El intercambio de cationes se presenta en
la superficie extracelular y
explica el porqu la absorcin de cationes excede la de aniones.
Para mantener la neutralidad
elctrica, las clulas radicales liberan H+ haciendo descender el
pH cerca de su superficie. Por
2 Trmino introducido por Hope y Stevens (1952) para referirse al
espacio libre de agua que es accesible a iones
y molculas con o sin carga.
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lo anterior, la difusin y el intercambio inico son procesos
pasivos debido a que su paso al
apoplasma esta regulado por gradientes en concentracin inica
(difusin) y elctrica
(intercambio inico). Son procesos no selectivos y no requieren
del gasto de energa
metablica.
Caractersticas de la raz. Las caractersticas fsicas de las races
de las plantas, presentan
marcada influencia en la adquisicin y absorcin de iones debido a
que los cambios
anatmicos que esta presenta. Cuando la distancia desde el pice
de la raz se incrementa en
relacin al in, el porcentaje de absorcin decrece. Una corta
distancia entre el pice y los
iones, incentiva la formacin de pelos absorbentes incrementando
el rea de contacto y con
ello la adquisicin y absorcin. Estos pelos absorbentes son
capaces de influenciar las
caractersticas fsicas y qumicas del suelo en contacto con los
mismos. Igualmente, el
crecimiento lateral incrementa el rea de contacto suelo raz y a
su vez, incrementa la absorcin.
Transporte pasivo y activo.
a. El transporte pasivo. Es un proceso de difusin de sustancias
a travs de la membrana
(Figura 1.11). Se produce siempre a favor del gradiente, es
decir, de donde hay ms hacia el
medio donde hay menos. Este transporte puede darse por:
Figura 1.11. Representacin esquemtica del transporte activo y
pasivo
Difusin simple. Es el paso de pequeas molculas a favor del
gradiente; puede realizarse a travs de la bicapa lipdica o de
canales protecos.
Difusin simple a travs de la bicapa (1). As entran molculas
lipdicas como las
hormonas esteroideas, anestsicos como el ter y frmacos
liposolubles y sustancias
apolares como el oxgeno y el nitrgeno atmosfrico. Algunas
molculas polares de muy
pequeo tamao, como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina,
tambin atraviesan la
membrana por difusin simple. La difusin del agua recibe el
nombre de smosis.
Difusin simple a travs de canales (2).Se realiza mediante las
denominadas protenas de
canal. As entran iones como el Na+, K
+, Ca
2+, Cl
-. Las protenas de canal son protenas con
un orificio o canal interno, cuya apertura est regulada, por
ejemplo por un ligando, como
ocurre con neurotransmisores u hormonas, que se unen a una
determinada regin, el receptor
de la protena de canal sufre una transformacin estructural e
induce la apertura del canal.
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31
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Difusin facilitada (3). Permite el transporte de pequeas
molculas polares, como los
aminocidos, monosacridos, etc, que al no poder atravesar la
bicapa lipdica, requieren que
protenas trasmembranosas faciliten su paso. Estas protenas
reciben el nombre de protenas
transportadoras o permeasas que, al unirse a la molcula a
transportar sufren un cambio en
su estructura que arrastra a dicha molcula hacia el interior de
la clula.
b. El transporte activo (4). En este proceso tambin actan
protenas de membrana (Figura
1.11), pero stas requieren energa, en forma de ATP, para
transportar las molculas al otro
lado de la membrana. Se produce cuando el transporte se realiza
en contra del gradiente
electroqumico. Son ejemplos de transporte activo la bomba de
Na+/K
+, y la bomba de Ca
++.
La bomba de Na+/K
+ Requiere una protena transmembranosa que bombea Na
+ hacia el
exterior de la membrana y K+ hacia el interior (Figura 1.12).
Esta protena acta contra el
gradiente gracias a su actividad como ATP-asa, ya que rompe el
ATP para obtener la energa
necesaria para el transporte. La funcin primordial de este tipo
de transporte activo es la de
mantener una alta concentracin de K+ en el citoplasma lo que es
esencial para mantener el
gradiente de potencial elctrico a travs de la membrana
plasmtica.
Figura 1.12. Bomba de Na+/K
+
La bomba de Ca++
transporta el elemento fuera del citoplasma, lo que mantiene
sus
concentraciones ms bajas que en la reas extracelulares, situacin
esencial para establecer un
alto gradiente de concentracin que provea la energa suficiente
para facilitar la difusin de
Ca++
al interior de la clula.
La capacidad de los iones para moverse en contra de un gradiente
de concentracin esta
directamente asociada a la respiracin de la planta debido a que
la energa requerida para tal
fin es generada mediante este proceso. De esta forma, las
plantas que crecen en ambientes
anaerbicos no son capaces de absorber iones activamente. Grandes
molculas con carga
presentan marcada dificultad para moverse a travs de la
membrana, requiriendo de
mecanismos de transporte activo (ej. Azcares, aminocidos, DNA,
ATP, fosfatos, protenas,
etc.).
El apoplasma y grupos carboxlicos actan como intercambiadores de
cationes. En las
races, los cationes provenientes de la solucin externa pueden
ser acumulados en forma no
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metablica en el espacio libre, mientras que los aniones son
repelidos. Adems, existe
competencia entre iones por sitios de unin en el apoplasma. Ej.
H+ con Al
+, Al
+2 y Al
+3 o con
Mg+2
, factor responsable de la depresin en la absorcin de ste ltimo.
El intercambio inico
no explica precisamente una entrada de iones al interior de la
clula, sino un acercamiento de
stos (al ponerse en contacto con la membrana).
En general:
El pH genera un gran impacto sobre la absorcin de iones
(cationes y aniones). Existe una mayor competencia entre cationes
que entre aniones para su absorcin Existe una compensacin de cargas
asociadas con la absorcin diferencial de cationes.
Caractersticas de la absorcin de iones por la raz.
influjo en el apoplasma. La endodermis (Figura 1.13) es la
principal barrera al influjo de solutos en el apoplasma radical,
donde la banda caspariana acta contra el movimiento pasivo
de solutos.
En angiospermas, la exodermis funciona como proteccin del cortex
a la colonizacin de
microorganismos. En plantas adaptadas a condiciones anaerbicas,
sirve como barrera contra
la difusin de O2 desde el aernquima hacia la rizsfera.
El volumen de tejido radical accesible al flujo pasivo (espacio
libre) representa una pequea
fraccin (~5% en maz) del volumen total de la raz, por lo que el
espacio libre depende de la
taza transpiratoria, concentracin del soluto y la formacin de
pelos radicales.
Papel de las propiedades fisicoqumicas de iones y metabolismo
radical.
Dimetro de iones. Para iones con igual valencia hay una
correlacin negativa entre rata de absorcin y radio inico.
Molcula Vs. absorcin de iones y papel de la valencia. Los
constituyentes de la membrana (fosfo, sulfolpidos y proteinas)
contienen grupos cargados elctricamente e
iones interactuando con esos grupos. La fuerza de esta
interaccin aumenta en el
siguiente orden:
Molculas sin carga
-
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Consecuentemente, la taza de absorcin tambin decrece en el mismo
orden.
Actividad metablica. Para que iones y otros solutos se acumulen
segn gradiente de concentracin, se requiere de un donador de
energa. La principal fuente de energa de
organismos no fotosintetizadores incluyendo a las races es la
respiracin.
Oxigeno. A baja tensin de oxigeno, decrece la absorcin de iones
como potasio y fosfato. La falta de O2 es uno de los principales
factores que restringe el crecimiento
vegetal en sustratos pobremente aireados (suelos inundados).
Carbohidratos. Principal fuente de energa para la respiracin.
Races con bajos contenidos, la respiracin y toma de N decrece
Temperatura. Q10 (cociente entre la velocidad del proceso en
cuestin a una temperatura inicial (ti) y su velocidad a una
temperatura diez grados superior (t +
10C)). Un incremento en 10oC aumenta las reacciones qumicas en
un factor de 2. La
toma de iones depende de la temperatura especialmente por debajo
de 10oC por
disminucin de la fluidez de la membrana.
A temperaturas por debajo de 12oC se reduce el crecimiento de
renuevos y races, la
absorcin de NO3- y K
+.
INTERACCIONES ENTRE IONES. En la solucin externa estn presentes
tanto cationes como aniones en diferente concentracin y forma. Por
tanto se esperan diferentes
interacciones durante su absorcin:
Competencia. El nmero de sitios de unin con respecto a la
concentracin de iones es menor, por lo que se presenta competencia
entre iones con similares propiedades
fsico qumicas (Ej. K+ y Rb
+).
El NH4+ es un competidor efectivo a K
+ por sitios de unin. El K
+ y Ca
++ le compiten a Mg
++
por sitios de unin, por lo que al aplicar fertilizantes ricos en
los dos primeros, se induce
deficiencia de Mg++
. Altas concentraciones de SO4- deprime absorcin de Molibdeno
y
Selenio, lo que es bueno para las plantas y animales.
Los ejemplos citados demuestran que la selectividad en los
sitios de unin en las membranas
plasmticas no es reflejo de la selectividad por elementos
minerales. Las plantas son
incapaces de excluir iones innecesarios, aspecto de gran inters
por sus implicaciones ej,
metales pesados en alimentos.
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Papel del pH. La interaccin entre H+, OH-, HCO3
- y otros aniones es de importancia
para la nutricin vegetal.
Al incrementarse la concentracin de H+ en ausencia de Ca
+2 en la solucin externa, la
absorcin neta de K+ se reduce enormemente. Altas concentraciones
de H
+ en solucin reduce
la eficiencia de las bombas protnicas para el eflujo de H+.
La absorcin de cationes se inhibe a bajo pH. El efecto del pH
depende de la fuente
fertilizante aplicada Ej., reduccin de pH externo, aumenta la
absorcin de NO3- pero reduce
la de NH4+
sinergismo inico y papel del Ca2+. Se ha observado la
estimulacin de la absorcin de cationes por aniones y viceversa,
como reflejo de la necesidad de mantener un
balance de carga al interior de la clula. Puede ser tambin el
resultado del incremento
de la actividad metablica de las races cuando se suministran
nutrientes luego de un
periodo de privacin. El Ca2+
estimula la absorcin neta de K+ a bajo pH,
incrementando su influjo y de aniones como el Cl-.
El Ca2+
estabiliza las membranas y favorece un alto electropotencial
transmembrana por
reduccin de grupos cargados negativamente, influenciando las
propiedades fisicoqumicas y
el funcionamiento de las membranas.
RELACIONES CATION ANION. A bajas concentraciones la absorcin de
un catin no se ve afectada por el acompaamiento de un anin y
viceversa. A altas concentraciones
externas de un in tomado lentamente, puede deprimirse la toma de
un in de carga
opuesta ms mvil. Ej. SO42-
deprime la toma de K+ y Ca
2+ la de Cl
-.
El K+ que es rpidamente transpirado a travs de la membrana
plasmtica, puede reprimir la
toma de cationes de transporte lento como Mg2+
y Ca2+
no por competencia por sitios de
unin en la membrana, sino por competencia por aniones nativos en
el citoplasma o la
vacuola, si el porcentaje de sntesis de dichos aniones es
limitado.
La absorcin de cationes compensa con la produccin de cidos
orgnicos y el exceso de
aniones inorgnicos con un descenso de aniones cidos orgnicos. La
absorcin de un in
puede estar influenciada por la presencia de otro in. Esta puede
ser ANTAGONICA O
SINERGICA.
El antagonismo de los elementos se presenta cuando uno de estos
impide que la planta pueda
absorber o asimilar a otro o ambas situaciones, lo que ocurre
cuando el transportador es
comn o poco especfico. Ej. Altos niveles de Cu++
y Mn++
en la planta reducen la taza de
absorcin de Fe+2
. Alta concentracin de Cu++
y Mn++
en la planta ayudan a oxidar al Fe+2
hacia Fe+3
(no metabolizable).
Al contrario, la accin sinrgica entre iones se presenta cuando
la presencia de uno favorece
la entrada y asimilacin de otro. Ej Mo y N. La reduccin de NO3-
por nitrato-reductasa,
enzima que contiene Mo.
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Finalmente, es importante mencionar que la absorcin de iones no
se realiza de manera
uniforme a lo largo de la raz. La absorcin del Ca++
es ms alta en los primeros tres
centmetros apicales de la raz, mientras que la absorcin de
K+
se realiza casi uniformemente
en los primeros 15 centmetros.
3.4. MOVIMIENTO DE LOS NUTRIENTES DENTRO DE LA PLANTA
La absorcin de un in por parte de la raz, no significa que ste
sea translocado a otras partes
dentro de la planta. As como en la raz, existen mecanismos de
transporte que permiten el
paso de iones a travs de las membranas y al sistema vascular los
cuales son tan o ms
complejos que los requeridos para la entrada de iones a la
raz.
Los iones absorbidos por la raz son transportados en direccin
ascendente a todos los puntos
de crecimiento a travs del xilema, un sistema transportador de
agua e iones desde donde son
distribuidas a otros rganos y tejidos vivos a travs del floema
(Figura 1.14). La fuerza
motora de agua, iones y otros solutos disueltos en ste complejo
sistema vascular proviene de
diferentes fuentes:
La transpiracin de agua en la superficie de las hojas de la
planta. Lo que permite que agua existente en el medio ingrese a las
races y de all se distribuya a toda la planta.
La presin ejercida por las races de las plantas empujando iones
y agua hacia los sitios de absorcin.
El fenmeno de sifn que arrastra iones, agua y otros solutos de
puntos inactivos a otros activos (puntos de crecimiento, frutos en
desarrollo, granos, etc.) de la planta.
El movimiento de iones, solutos y molculas en el xilema, esta
determinado en gran medida
por la taza transpiratoria de la planta, lo que a su vez
presenta un marcado efecto sobre la
distribucin de los mismos en tallos, pecolos, hojas y frutos. El
movimiento de estas
sustancias no es uniforme en trminos de cantidad y tipo. Como se
mencion anteriormente,
la transpiracin incrementa la absorcin y translocacin de
molculas sin carga en una mayor
proporcin que de iones.
Figura 1.14. Movimiento ascendente (xilema) y distribucin de
solutos (floema) dentro de la
planta.
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El transporte de iones hacia arriba tiene lugar por el xilema y
con bastante facilidad se
produce intercambio lateral entre ste, el cambium y el floema.
Esta regulacin permite que
las necesidades de sales de ciertas regiones de la planta puedan
ser satisfechas con una rata de
transporte de 10 a 100 cm.hora-1
.
Las sales distribuidas tienen movimiento bsicamente hacia abajo
va floema con una
velocidad de transporte considerablemente menor que en xilema.
Inmediatamente antes que se
produzca la abscisin de la hoja, comienza la movilizacin de
sales minerales que salen de
ella, la que se realiza principalmente por el floema hacia hojas
ms jvenes y meristemas,
fenmeno especialmente notable cuando existe alguna deficiencia
mineral. La movilizacin
de los elementos se produce desde hojas adultas que an no estn
en edad de caerse, por lo
que los sntomas de deficiencia se presentan primero en stas (en
el caso de elementos
mviles como N, P, K). Elementos como Ca++
, B, Mn++
y Si, se quedan en las hojas,
perdindose para la planta. Cuando la hoja vieja cae, los sntomas
de deficiencia de stos
elementos se observan en las jvenes.
Como se puede apreciar, el movimiento de solutos, iones y
molculas se realiza a travs de un
complejo sistema de vasos conductores y clulas, movimiento que
es gobernado por la taza
transpiratoria, principal fuerza motora que lleva los iones
desde la raz a las partes ms altas
de la planta. La redistribucin de sustancias dentro de la planta
en forma de carbohidratos
simples y complejos, aminocidos y protenas formados por
actividad fotosinttica, se lleva a
cabo mediante la integracin de muchos factores.
No todos los elementos pueden moverse con igual facilidad: N, P,
K+ y Mg
++ se mueven
fcilmente por el floema, el Ca++
asciende por el xilema pero nunca vuelve por el floema
porque queda inmovilizado o fijado. El S aunque es muy mvil, se
mueve muy poco por el
floema, puesto que se inmoviliza por reacciones metablicas al
pasar a formar parte de
protenas de hojas jvenes, Cu, Fe y Zn dependen de su
concentracin, disponibilidad de P y
del pH.
Las caractersticas de movilidad de estos elementos puede definir
la parte de la planta en la
que se espera se manifiesten los sntomas de deficiencia. Para
los ms mviles, se presentan
en las hojas maduras y en el caso de los menos mviles, en
renuevos y hojas jvenes. De la
misma forma, las plantas maduras reducen la absorcin y
redistribucin resultando en grandes
cambios en la concentracin de los elementos encontrados en hojas
maduras y jvenes. As,
los contenidos de N, P y, K en las hojas descienden, mientras
que los de Ca y Mg se
incrementan. Estos cambios son resultado de dos factores:
El movimiento desde las hojas maduras hacia las ms jvenes,
posibilitando la reutilizacin de nutrientes y,
Un descenso en los contenidos de materia seca debido a la
presencia de carbohidratos menos solubles.
A manera de resumen:
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El ingreso del agua y los iones ocurre en los pelos de las races
y en el resto de la
epidermis de la raz
El agua y los iones se dirigen a las clulas y a los espacios
intercelulares de la corteza de la raz.
La banda de Caspary en la endodermis (la capa mas interna del
cortex) funciona como una barrera impermeable que permite al
endodermo absorber selectivamente los iones
necesarios (p.e, K+, Ca
++, PO4
- , NO3
-, Cl
-) y bloquear los indeseables (Na
+, Al
+++).
El agua y las sales absorbidas difunden a los canales de clulas
conductoras (tracheidas y/o vasos) del xilema de la raz.
El agua y los iones se mueven hacia arriba en los canales de
clulas (como pajas de gaseosa conectadas unas a otras) hasta llegar
a todos los rganos de las plantas.
El agua y los iones se mueven desde el xilema al mesfilo de las
hojas El agua que no se necesita para el metabolismo o el
crecimiento se evapora por las
estomas (transpiracin).
En esencia el agua se mueve por el mismo mecanismo que usamos
para tomar una gaseosa con pitillo.
La evaporacin de molculas de agua en la superficie de las hojas
a nivel de las estomas genera la fuerza ascendente que lleva a las
molculas de agua hacia las hojas.
Como perteneciente a una larga cadena que se extiende hasta las
races, cada molcula de agua tira de la molcula que esta debajo y as
toda la columna de agua se mueve hacia
arriba.
Lo impresionante de este mecanismo es que no necesita ningn tipo
de energa biolgica. El agua, hasta en los mayores rboles asciende
simplemente usando la energa solar
necesaria para evaporar molculas de agua en la superficie de las
estomas.
La velocidad de movimiento del agua depende por lo tanto de la
velocidad de evaporacin (transpiracin) en las estomas. La planta
regula la transpiracin abriendo y cerrando sus
estomas.
Finalmente, es importante resaltar que el conocimiento que se
tenga de la movilidad de los
elementos es factor importante para considerar la parte de la
planta que ser utilizada para
anlisis y evaluacin de tejidos (captulo 5).
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS
Existen diferentes entidades que trabajan con el fin de
incrementar el potencial de rendimiento
de los cultivos. En la zona de influencia en la que usted se
encuentre, y con la ayuda de
productores, tcnicos y profesionales, determine cul o cules son
los factores que ms
afectan el rendimiento de los dos cultivos principales de la
regin.
Relacionando lo aprendido en el captulo con la lectura Nutricin
mineral, determine los
requerimientos ambientales, edficos y de la planta necesarios
para incrementar los
rendimientos.
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ACTIVIDADES DE AUTOEVALUACION
Preguntas abiertas
1. Porqu es necesario incrementar la produccin de alimentos?
2. Cules factores que afectan el potencial de rendimiento de un
cultivo podra usted
controlar?
3. Enumere los factores del suelo que afectan la potencial de
produccin de los cultivos.
4. Cules son los criterios para considerar un elemento como
esencial?
5. Cmo se mueven os elementos hacia la raz. Explique brevemente
cada proceso.
Seleccin mltiple con una respuesta.
6. Los iones absorbidos por la raz son transportados en direccin
ascendente a todos los
puntos de crecimiento a travs del:
a. Floema
b. Parnquima
c. Banda caspariana
d. Xilema
7. Se produce cuando el transporte se realiza en contra del
gradiente electroqumico.
a. Transporte pasivo
b. Flujo de masa
c. Transporte activo
d. Todas las anteriores
8. Formas como el nitrgeno es absorbido por las plantas:
a. NO
b. N2O
c. NO3-, NH4
+
d. Todas las anteriores.
9. A la concentracin de nutrientes en la solucin del suelo
tambin se le conoce como:
a. Nutrimentos
b. Factor intensidad.
c. Factor capacidad.
d. Elemento esencial
10. Son micronutrientes esenciales:
a. Cl, B, Mg
b. N, P, K
c. Mn, Fe, Zn
d. Todos los anteriores
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BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA
BENTON, J. 1984. Plant nutrition manual. CRC press. USA,
2000.
BARBER, S. 1984. Soil nutrient bioavailabilability. A
mechanistic approach. New York:
John Willey & Sons.
CASTRO, H. 1998. Fundamentos para el conocimiento y manejo de
suelos agrcolas.
Instituto Universitario Juan de Castellanos. Tunja, 360p.
MARSCHNER, H. 2003. Mineral nutrition of higher plants. 2nd
edition. Academic Press,
London. 887 p.
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UNIDAD 2.UNIDAD 2.
Los Nutrientes de las Los Nutrientes de las PlantasPlantas
Nutricin Vegetal UNADNutricin Vegetal UNADSonia Aguirre Nelson
Piraneque
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INTRODUCCION
Hemos visto en la primera unidad que existen nueve elementos (C,
O, H, N, Ca, K, S, P y
Mg) que son requeridos por las plantas en grandes
concentraciones, denominados
macroelementos.
Se ha estimado que las concentraciones apropiadas de los
macroelementos minerales para el
crecimiento ptimo varan de aproximadamente 1 mg.g-1
peso seco de tejido para el azufre a
15 mg.g-1
peso seco de tejido para el nitrgeno. Los estimados de los
requerimientos de
carbono, oxgeno e hidrgeno varan de 450 a 60 mg.g-1
de peso seco.
El C, H y O2 no son considerados como nutrientes minerales, pero
son los elementos ms
abundantes en las plantas, los cuales se combinan en el proceso
denominado fotosntesis.
Es importante conocer algunas caractersticas importantes de cada
macroelemento, su origen,
formas de absorcin y sntomas de deficiencia en la planta a fin
de establecer acciones de
prevencin o correccin que maximicen los rendimientos de los
cultivos
LOGROS
Con el estudio de esta unidad, usted:
Comprende las funciones generales de los macronutrientes en las
plantas Establece los sntomas visuales de su deficiencia. Conoce
las fuentes o abonos utilizados para suplir dichas
deficiencias.
GLOSARIO
Accin neutralizante: Efecto producido por un fertilizante, capaz
de corregir la acidez o
alcalinidad de un suelo.
Acidez de un fertilizante: Peso de CaCO3 que se requiere para
neutralizar la acidez
producida por la aplicacin de 1000 kg de fertilizante.
Acidificacin: Fenmeno consistente en la aparicin de un
desequilibrio en el suelo que
ocasiona la perdida de cationes (principalmente Ca++
y Mg++
), y produce la consiguiente
disminucin del pH. La acidificacin se debe generalmente a:
prdida por lavado, extraccin
de las cosechas, adicin de productos cidos.
cido fosfrico: El trmino cido fosfrico indica P2O5, segn la
adopcin oficial e
internacional actual. El P2O5 al combinarse inmediatamente y
activamente con el agua forma
tres cidos fosfricos, como sigue:
Acido metafosfrico (H3PO3) P2O5.H2O
Acido pirofosfrico (H3P2O7) P2O5.2H2O
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Acido ortofosfrico (H3PO4) P2O5.3H2O
El fsforo se encuentra en los fertilizantes generalmente en
forma de ortofosfato de calcio o
amonio. El cido ortofosfrico H3PO4, es la forma ms comn del cido
fosfrico.
Asimilable: Condicin requerida por un nutriente vegetal que le
permite ser absorbidos a
travs de las races.
Asimilacin: Incorporacin de nutrientes a las sustancias
celulares de los organismos vivos.
Basicidad residual: Peso de CaCO3 requerido para generar un
nivel de alcalinidad igual al
dejado por la aplicacin de 1000 kg del fertilizante.
Desnitrificacin: Proceso resultante de la accin de
microorganismos anaerobios sobre los
nitratos, que se traduce en una perdida de N libre. Tiene lugar
en suelos inundados o poco
aireados.
Exigencias de un cultivo: Cantidades totales de elementos
fertilizantes tomados del suelo y
puestos a disposicin del conjunto de rganos vegetativos en el
momento de su fase
fisiolgica ms exigente.
Fertilizacin: Aplicacin de fertilizantes minerales u orgnicos a
los cultivos. Cantidades de
fertilizantes aplicados a un cultivo.
Fertilizante: Es cualquier material orgnico o inorgnico, natural
o sinttico, que se adiciona
al suelo con la finalidad de suplir en determinados elementos
esenciales para el crecimiento
de las plantas.
Fertilizante nitrogenado: Es el que contiene elemento nitrgeno
(N). Puede ser simple,
como el Nitrato de amonio, Sulfato de amonio, Urea, etc., o
binario, como el Nitrato potsico,
el Fosfato diamnico, etc.
Fijacin: Conjunto de fenmenos fsicos (adsorcin) y de reacciones
qumicas, ms o menos
reversibles, que permiten mantener los elementos nutritivos en
el horizonte cultivado y evitar
su perdida en profundidad.
Humificacin: Descomposicin de la materia orgnica y sntesis de
nuevos complejos
orgnicos. En este proceso, una gran cantidad de minerales
liberados es, en parte, utilizada
por los microorganismos, en parte absorbida por los complejos
coloidales hmicos y
minerales y, en parte perdida por lixiviacin, mermndose el
humus.
Lbil: Disponibilidad en que se encuentra un elemento nutritivo
de reserva, cuando esta
pronto y ampliamente disponible para un cultivo. Por ejemplo, el
P lbil se mide por mtodos
radioisotpicos.
Leguminosas: Plantas dicotiledneas que tienen la capacidad de
fijar N2 a travs de la
simbiosis entre su raz y bacterias del gnero Rhizobium sp.
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Nitrificacin: Fase final de la descomposicin de la materia
orgnica y, en general, de
compuestos amoniacales, naturales o sintticos, en la que su N
pasa a formas ntricas
asimilables por la planta. . Es la oxidacin del amonio a NO2- y
NO3
- por bacterias auttrofas
sirve para proporcionar energa a los microorganismos
pH (Concentracin de iones de hidrogeno): El valor de pH o
concentracin de iones de
hidrgeno de cualquier solucin, suelo o compuesto, es simplemente
un nmero que denota su
grado de acidez o alcalinidad. Una solucin neutra tiene un valor
de pH 7,0; valores
superiores a 7,0 indica alcalinidad, e inferiores a 7,0 indica
acidez en escala logartmica.
Solubilidad: Cualidad de los abonos, que indica la proporcin de
sus elementos nutritivos
susceptibles de ser disueltos en agua, o en un reactivo
determinado.
Solucin del suelo: Componente hdrica del suelo, en la cual se
encuentra disueltos los
elementos nutritivos y a disposicin de los cultivos.
Urea [CO (NH2)2]: Es el producto formado por la amida cida
sinttica y cido carbnico,
con un grado no menor del 45% de nitrgeno total y un mximo del
1% de Biuret.
Volatilizacin: Prdida de nitrgeno del suelo o de un
fertilizante, por fuga directa a la
atmsfera de nitrgeno N2, xido de nitrgeno NO2 amonaco NH3.
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ACTIVIDADES INTRODUCTORIAS
Algunas incgnitas que usted podr plantearse al inicio del
estudio de esta unidad son:
Cul es la fuente u origen de los macronutrientes?
Cual o cules son las formas disponibles para las plantas?
Una vez dentro del vegetal, cules funciones cumplen?
Cules son los sntomas de su deficiencia?
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Leccin 4. NITROGENO (N).
Es un elemento no metlico del grupo VA de la tabla peridica,
siendo un gas incoloro,
inodoro e inspido, es el elemento ms abundante de la atmsfera
terrestre, representando el
78% en volumen y es un componente de toda la materia viva.
Representa cerca del 18% del
peso de las protenas.
Smbolo: N
Nmero atmico: 7
Peso atmico: 14,0067
Punto de fusin: -210 C.
Punto de ebullicin: -195,8 C.
Densidad (a 1 atm y 0C.): 1,2506 g/l.
Estado de oxidacin: -3, +3, +5
Estado natural: Se encuentra en la atmsfera, lluvia, suelo y
estircol o en la forma de
amonio o sales de amonio, en el agua de mar como iones de
amonio, nitrito y nitrato. En los
organismos vivos formando complejos orgnicos como protenas,
cidos nucleicos, clorofila,
constituyendo parte de todo el protoplasma. El nitrgeno orgnico
ocurre casi exclusivamente
en el estado reducido, donde forma tres enlaces covalentes y
posee un par de electrones no
compartidos. En el suelo, la fuente de N es la materia orgnica,
la cual es transformada por
accin de los microorganismos a compuestos inorgnicos a travs de
procesos de
mineralizacin. El N presente en el suelo se encuentra en forma
de molculas orgnicas. La
materia orgnica del suelo normalmente contiene un 5% de N. as,
la distribucin del
elemento esta estrechamente relacionada a los contenidos de la
misma.
Ciclo del Nitrgeno. El N es el nutriente ms limitante en los
sistemas de cultivo, existiendo
varias fuentes orgnicas e inorgnicas para su suministro. El
ciclo del N involucra varias
transformaciones entre formas orgnicas e inorgnicas. Este pede
dividirse en entradas o
ganancias (fijacin biolgica, industrial, elctrica y por
combustin, abono animal y residuos
de cultivos), salidas o perdidas (Absorcin por las plantas,
desnitrificacin, volatilizacin,
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