Las plantas verdes en presencia
de luz son organismos autosuficientes si disponen de agua, CO2 y
algunos elementos minerales. Éstos, junto a C-O-H que provienen del CO2
y del agua, son los nutrientes esenciales. Para que un elemento nutritivo sea
esencial tiene que cumplir con los criterios de esencialidad, los cuales fueron establecidos por Arnon y han sido
punto de controversias por razones derivadas de su rigidez. Los criterios de
esencialidad se resumen a continuación:
1.-Un elemento nutritivo es
esencial cuando su deficiencia impide a la planta completar las etapas
vegetativa o reproductiva de su ciclo de vida.
2.-El síntoma de deficiencia de
un nutriente esencial se previene o corrige solamente al suministrar ese
elemento.
3.-El elemento debe estar
envuelto directamente en la nutrición de la planta.
En el suelo, los nutrientes están
distribuidos en las diferentes fracciones de la fase sólida y de alguna forma
están relacionados con los nutrientes en la solución del suelo. En la solución
también hay nutrientes formando complejos con la materia orgánica. Los
nutrientes en la solución se pueden mover por difusión y convección o flujo de
masas hacia la región límite suelo-raíz (rizósfera), donde por procesos de
absorción van a pasar al interior de la planta, y luego por procesos de
transporte interno son llevados a las diferentes partes del vegetal. En las
hojas pueden ocurrir depósitos de nutrientes que luego pueden ser
redistribuidos.
Los elementos nutritivos
esenciales son carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), fósforo
(P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S), hierro (Fe),
manganeso (Mn), molibdeno (Mo), cobre (Cu), boro (B), zinc (Zn) y cloro (Cl).
Cada uno de ellos cumple funciones muy específicas dentro del vegetal, algunas
de las cuales se presentan en un brevísimo resumen a continuación:
C-H-O-N-P-S forman parte de las
proteínas y por lo tanto son constituyentes esenciales del protoplasma. El
resto de los elementos, junto al fósforo y al azufre, forman parte de las
cenizas de la planta.
Carbono,
hidrógeno y oxígeno: son obtenidos del CO2 y del
agua convirtiéndose en carbohidratos simples por fotosíntesis, posteriormente
van a constituir aminoácidos, proteínas y protoplasma. No son elementos
nutritivos minerales, y con excepción del control del agua que se pudiera hacer
por medio del riego y del drenaje, y en menor grado del control que pudiera
hacerse de la concentración de CO2 de la atmósfera, hay poca
importancia práctica en la alteración que se pueda hacer en cuanto a la
suplencia de estos elementos a las plantas. El suministro del resto de los
elementos para que los dispongan las plantas, se puede modificar por medio de
su aplicación en fertilizantes de diversos tipos.
Nitrógeno: es
absorbido por el sistema radical de las plantas fundamentalmente como NO3-
y NH4+, una vez
dentro del vegetal es convertido a N, NH o NH2, luego este
nitrógeno reducido es elaborado en compuestos más complejos y finalmente en
proteínas. Muchas de estas proteínas son enzimas, otras nucleoproteínas algunas
de las cuales están presentes en los cromosomas. Además, el N es parte integrante
de la molécula de clorofila.
Fósforo: es
constituyente de ácidos nucléicos, fitina y fosfolípidos. Limitaciones en su
suministro pueden conducir a una reducción marcada del crecimiento de las
plantas. Es considerado esencial para la formación de semillas y se encuentra
en cantidades relativamente elevadas en semillas y frutos. Por su presencia en
adenosín trifosfato y adenosín difosfato, es un elemento clave en los procesos
de transferencia de energía, vitales para el crecimiento.
Potasio: aparentemente
no forma parte integral de los componentes de las plantas como protoplasma,
grasas, celulosa, etc., y sus funciones parecen ser más bien de naturaleza
catalítica. Es esencial para algunas funciones como metabolismo de
carbohidratos o formación y transporte de almidones, metabolismo del nitrógeno
y síntesis de proteínas, control y regulación de actividades de varios
elementos minerales esenciales, neutralización de ácidos orgánicos, activación
de enzimas, promoción del crecimiento de tejidos meristemáticos, ajuste del
movimiento estomático y relaciones hídricas.
La deficiencia de potasio se
asocia a una disminución de la resistencia a ciertas enfermedades y pérdida de
calidad, principalmente en frutales y hortalizas; a una disminución de la fotosíntesis
y aumento de la respiración, lo cual va a reducir la suplencia de carbohidratos
y consecuentemente el crecimiento de la planta.
Calcio: ocurre
en cantidades abundantes en las hojas de las plantas, y en algunas especies,
precipitado en las células en forma de oxalato de calcio. Con una inadecuada
suplencia de calcio, el crecimiento de la planta cesa ya que no se desarrollan
las yemas terminales del vegetal, incluyendo los ápices del sistema radical.
Las funciones específicas del calcio en la planta no están claramente
definidas, es un constituyente de la laminilla media de las células y está
asociado con la actividad de ciertos sistemas enzimáticos.
Magnesio: es
constituyente de la molécula de clorofila ocupando el centro de la misma, de
allí su gran importancia. Está relacionado con el metabolismo del fósforo y se
considera específico en la activación de algunos sistemas enzimáticos de la
planta. El Mg también está relacionado con la síntesis de aceites y junto con
el azufre promueve incrementos significativos en el contenido de aceite de
muchas especies vegetales.
Azufre: sus
funciones en el crecimiento y metabolismo de las plantas se relacionan con la
síntesis de los aminoácidos cistina, cisteína y metionina; es constituyente de
algunas vitaminas; e incrementa el contenido de aceite de algunas especies.
Vale la pena destacar que la deficiencia de azufre puede causar acumulación de
N no proteico en las plantas, lo cual puede ser perjudicial a rumiantes que las
consuman si no se les suministra suplementos alimenticios en base a alguna
forma de S. Los monogástricos necesitan tener metionina en sus dietas.
Boro: las
especies leguminosas de grano son especialmente sensibles a la deficiencia de
boro. El B actúa en el metabolismo de carbohidratos y facilita el movimiento de
azúcares dentro de las plantas. Se cree que actúa en la división celular y en
el desarrollo de las células.
Hierro: la forma
metabólicamente activa en las plantas parece ser la ferrosa (Fe++).
Funciona específicamente en la activación de algunos sistemas enzimáticos.
Manganeso, cobre
y zinc: al igual que el hierro, estos elementos nutritivos del
grupo de metales pesados, funcionan en la activación de sistemas enzimáticos.
Molibdeno: es
específico para la activación de la enzima nitrato reductasa, y en leguminosas
es requerido por las bacterias del género Bradyrhizobium
para la fijación y reducción del nitrógeno atmosférico en esa simbiosis que
establecen planta y bacteria.
Cloro: es un
elemento nutritivo esencial aunque poco se conoce sobre sus funciones en la
nutrición de las plantas.
Carbono, hidrógeno y oxígeno,
como ya fue mencionado, provienen del CO2 de la atmósfera y del
agua. El nitrógeno lo absorben las plantas del suelo en las formas de NO3-
y NH4+, pero su origen es la atmósfera con 78% de N,
desde donde se fija y pasa al suelo. El resto de nutrientes proviene de la
meteorización y descomposición de los minerales del suelo.
Sin fertilizantes es imposible producir la cantidad de
alimentos que necesitamos para satisfacer los requerimientos de la población.
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Pedro Raúl Solórzano Peraza
Junio de 2018
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