sábado, 4 de febrero de 2017

Nutrición mineral en plantas



Debido a la elevada área de superficie de las raíces, y a su capacidad para la absorción de iones inorgánicos del suelo, la absorción de elementos minerales por las plantas es un proceso muy efectivo. Después de ser absorbidos por las raíces, estos elementos minerales son transportados (como ya se ha explicado anteriormente) a varias partes de la planta, donde se utilizan en distintas funciones biológicas esenciales.

Nutricion mineral en las plantas y biologia
La absorción de elementos minerales por las plantas, a través de sus raíces, es un proceso muy efectivo.

Hay organismos, como las micorrizas y las bacterias fijadoras del N2, que a menudo participan con las raíces en la nutrición vegetal. El estudio de cómo las plantas absorben y asimilan los iones inorgánicos se denomina nutrición mineral. Esta área de la investigación es fundamental en la agricultura moderna y en la protección ambiental. El que haya un importante rendimiento agrícola depende, en gran parte, de la fertilización con elementos minerales. De hecho, el rendimiento agrícola de la mayoría de las plantas comestibles aumenta linealmente con la cantidad de fertilizante que absorben.

- Soluciones nutritivas


El principal medio mineral de una planta, es el suelo. Sin embargo, el suelo es un medio muy heterogéneo que presenta grandes variaciones, tanto físicas como químicas y biológicas, dependiendo de su localización. Debido a esto, para realizar un estudio serio sobre nutrición mineral no es muy adecuado el uso del suelo.

Para este tipo de estudio, las soluciones nutritivas representan un medio excelente para regular la cantidad y proporción relativa de las sales minerales que, en cualquier experimento, se suministran a las plantas. En una solución de cultivo típica, la planta se mantiene con las raíces sumergidas en una solución que contiene los elementos nutritivos.

Es necesario, sin embargo, que la solución se mantenga oxigenada mediante burbujas de aire y, en realidad, si los nutrientes y el pH de la solución se mantienen dentro de los niveles adecuados y se vigilan otras condiciones, como la luz y la temperatura, las plantas pueden crecer perfectamente en estas soluciones como si se tratara del suelo más fértil. Otra alternativa de cultivo consiste en mantener las plantas en lo que se conoce como “Película nutritiva”.

Esta técnica se diferencia del cultivo hidropónico en que la solución escurre por la artesa donde están las plantas. La solución que no se absorbe va hasta el recipiente b, ubicado inferiormente y, posteriormente, es de nuevo bombeada hasta el recipiente a. Otra forma de cultivo, más común incluso que la técnica anterior, consiste en hacer crecer las plantas en el cultivo aeropónico. Mediante esta técnica, las plantas crecen con las raíces suspendidas en el aire y son pulverizadas continuamente con una solución nutritiva.

Este método de cultivo permite una manipulación fácil del ambiente gaseoso alrededor de las raíces, pero requiere niveles más altos de nutrientes que los cultivos hidropónicos para soportar el crecimiento rápido.

El conocimiento de las exigencias nutricionales de las plantas, ha permitido el desarrollo de soluciones nutritivas que permiten el cultivo de las plantas en condiciones de nutrición controlada. Estas soluciones, cada vez más desarrolladas, se suelen utilizar en la actualidad para el cultivo de las plantas que se usan en la investigación y para la producción de plantas y hortalizas que se utilizan comercialmente: Así se eliminan las diferencias que, al utilizar distintos tipos de suelos, se producen en el desarrollo de las plantas.

Aunque se han realizado muchas investigaciones tratando de caracterizar la solución nutritiva ideal, no parece existir una combinación de nutrientes que sea la más adecuada para todos los tipos de plantas. Aunque hay descritas, y con buenos resultados, numerosas soluciones nutritivas, una de las más utilizadas por la mayoría de los cultivadores es la solución nutritiva de Hoagland.

Este medio nutritivo contiene todos los elementos minerales necesarios para un crecimiento rápido. Las concentraciones de los distintos elementos se ajustan a los niveles más altos posibles, sin producir síntomas de toxicidad o de estrés salino.

- Deficiencias minerales


En una planta, los síntomas de deficiencia de nutrientes son la expresión de los desórdenes metabólicos que se producen como consecuencia del aporte insuficiente de un determinado elemento esencial. Estos desordenes se relacionan con el papel que desempeñan los elementos esenciales en el metabolismo y su función en las plantas normales.

En general, los elementos esenciales funcionan como constituyentes de compuestos, en la activación de enzimas y en la osmorregulación de las células vegetales. Algunos síntomas pueden ser detectados a simple vista, por ejemplo:

+ Amarilleamiento de las hojas


Es típico de la deficiencia de nitrógeno, la cual incide en la síntesis de clorofila y por tanto en la pigmentación de la hoja.


+ Clorosis intervenal


Las venas centrales de las hojas están verdes, pero el resto de la superficie foliar no. Es característico de la deficiencia en magnesio.

Los síntomas de los anteriores, junto con la necrosis de las áreas cloróticas, son comunes en la deficiencia de varios elementos esenciales. En algunas ocasiones, como con la deficiencia de fósforo, las hojas aparecen con un color verde muy oscuro e incluso zonas moradas. Los síntomas de la carencia de un elemento son iguales a los síntomas de la falta de otro elemento.

En general, pueden aparecer distintos síntomas de carencia debido a la deficiencia de un determinado elemento y los síntomas de carencia de un elemento esencial pueden ser diferentes en las distintas plantas.

En condiciones de campo es muy raro que los síntomas de deficiencia de las plantas se deban a la falta de un solo elemento esencial sino más bien a la carencia de varios. Esto hace muy difícil dar un diagnóstico exacto basándose únicamente en la sintomatología. Es necesario recurrir siempre al análisis del tejido.

De todas maneras, cuando se relacionan los síntomas de deficiencia con el papel de un elemento esencial es importante considerar que algunos elementos pueden ser móviles y pueden ser reciclados desde las hojas más viejas a las más jóvenes. Por ejemplo, algunos elementos, como el N, P, K y Mg pueden moverse fácilmente entre las hojas y otros, como el B, Fe, Ca, S, Cu, Zn y Mn, son relativamente inmóviles en la mayoría de las especies vegetales.

- Aspectos ecológicos de la nutrición mineral


La distribución de las plantas en el planeta depende de su capacidad de adaptación a los distintos medios. Las plantas son incapaces de moverse, por lo que deben adaptarse al lugar donde están y, por lo tanto, el tipo de suelo, el clima y las condiciones del medio son los factores que determinan el tipo de plantas que se desarrollan en una zona determinada. Las condiciones del suelo son muy variables, pudiendo ser secos o húmedos, ácidos o básicos, salinos, tóxicos, aireados, estériles o con vida microbiana, etc.

Así, la naturaleza del suelo y sus condiciones nutricionales son determinantes de la distribución y adaptación de las plantas, siendo, por lo tanto, un importante factor ecológico. Veremos con detalle los tres factores que más afectan a la distribución de la vegetación: Ca y pH, salinidad y presencia de metales pesados.

+ Calcio y pH


El calcio tiene un papel crucial en las relaciones entre las raíces y el medio. Ni el exceso ni la falta de Ca2+ son buenos para el desarrollo de las plantas, pero hay algunas especies, llamadas calcícolas, que se han adaptado a vivir en suelos calcáreos, mientras que otras, las calcífugas, pueden vivir en suelos ácidos con poco calcio.

Sin embargo, no deben confundirse las plantas calcícolas y calcífugas con las plantas basófilas y acidófilas, cuya distribución depende directamente del pH del suelo, aunque los efectos de ambos factores (Ca y pH) son difíciles de distinguir, ya que casi siempre van ligados.

+ Salinidad


El exceso de sales en el suelo disminuye el crecimiento de las plantas y, normalmente, impiden el desarrollo de la mayoría de las especies. Las plantas que se han adaptado a vivir en suelos salinos son las llamadas halófitas, que colonizan terrenos cercanos al mar.

Los suelos salinos presentan 2 problemas importantes para las plantas:

. Los potenciales osmóticos del suelo son muy bajos.

. Las elevadas concentraciones de sales pueden ser tóxicas.

El primer problema obliga a las plantas a mantener potenciales osmóticos menores que los del suelo para así conseguir que el agua entre por las raíces y para ello es necesario tomar grandes cantidades de sales del suelo, e hidrolizar carbohidratos de reserva en las raíces para así aumentar la concentración intracelular de azúcares solubles (osmóticamente activos).

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Artículo redactado por Pablo Rodríguez Ortíz, estudiante de Biología en la Universidad de Málaga.