jueves, 2 de febrero de 2017

El suelo para las plantas



Las plantas superiores tienen una compleja estructura y funcionamiento, el cual necesita de la existencia de un sistema capaz de mantener todos los parámetros en sus correctos valores. Existe un modelo teórico sobre el funcionamiento de este sistema, el sistema suelo-planta-atmósfera. Este sistema analiza el recorrido que sigue el agua desde que entra a la planta desde el suelo hasta que se pierde por evapotranspiración en la atmósfera.

El suelo en el desierto
Las plantas requieren, generalmente, de un suelo rico en determinados elementos orgánicos y minerales, además de la presencia de agua.

- El suelo


El suelo está compuesto, en su gran mayoría, de elemento orgánicos y elementos minerales que forman parte de la solución del suelo, además del agua. Además de estos elementos inertes, también encontramos lo que se conoce como edafofauna, es decir, los seres vivos del suelo que contribuyen a diversos procesos, como la aireación del terreno o la descomposición de material orgánico.

El suelo se encuentra dividido en horizontes, en los cuales encontramos el A (materia orgánica en descomposición), el B (precipitados del horizonte A por lavados), C (fragmentos y restos de la roca madre) y D (roca madre sin alteración).

+ Elementos minerales


La fracción perteneciente a los minerales del suelo proviene, en su gran mayoría, del horizonte C. Estos provienen de la roca madre, desprendiéndose de la misma por alteraciones químicas o físicas. Si la alteración es física se encuentran los minerales no alterados, como las arenas, los limos o las arcillas.

Por otro lado, encontramos la alteración química, debida a la presencia de agua, agentes químicos activos (oxígeno, ácidos orgánicos, etc) o el clima. Se produce la modificación de los minerales primitivos de la roca madre, convirtiéndose en minerales secundarios.

Entre estos minerales se encuentran productos solubles como sales (carbonatos o silicatos), geles coloidales (hidratación o polimerización de cationes pesados) o elementos microcristalinos. Estos últimos son capaces de fijar hidróxidos de hierro y aluminio, y junto a los geles coloidales permiten mantener la estructura del suelo.


+ Elementos orgánicos


Los elementos orgánicos del suelo también se conocen como humus, y constituyen menos del 5% del volumen del suelo. Aparecen mayoritariamente en la capa superficial y en el horizonte A. Este humus comprende los restos orgánicos que aún no se han degradado completamente, y procede de la descomposición de organismos vivos, tanto vegetales como animales. Además, es el sustrato de crecimiento de microorganismos y retiene cationes y humedad.

Esta materia orgánica puede sufrir una degradación rápida, conocida como mineralización, en la que se transforma en nitratos, fosfatos, sulfatos, etc. Por otro lado, también puede dar una degradación lenta, dando lugar al humus y formando complejos coloidales húmicos estables.

Dependiendo del “camino” que tomen estos elementos orgánicos, así será la contribución de elementos minerales al sistema a corto plazo.

+ Atmósfera del suelo (agua y aire)


La presencia tanto de agua como de aire en el suelo dependerá de la existencia de poros en el suelo, que a su vez dependen de la estructura y la textura del mismo. Esta atmósfera ocupa del 30% al 60% del volumen del suelo, y se encuentra más o menos ocupada por agua dependiendo del clima y las precipitaciones, así como de la textura.

El tamaño del poro es importante para esta atmósfera del suelo, y podemos distinguir dos tipos:

. Macroporosidad: No tiene función capilar, y la gran mayoría de los poros están ocupados por aire.

. Microporosidad: Si posee función capilar, y en estos poros se retiene el agua.

La capacidad de retención de agua del suelo va a estar marcada por la granulometría del suelo. Si es un gran muy fino poseerá poros muy pequeños con una alta capacidad de retención de agua, aunque con alta probabilidad de ocasionar escorrentías.

Por otro lado, si se trata de suelos con una alta macroporosidad se da una fuerte lixiviación del agua, con un freático muy bajo. Esto se da, sobre todo, en suelos arenosos.

+ Elementos vivos


Es la parte del suelo compuesta por raíces, microorganismos, artrópodos, anélidos, etc. Estos elementos vivos se encargan de la transformación de restos orgánicos (humificación y mineralización) y de la modificación de la atmósfera del suelo (concentración de oxígeno y dióxido de carbono).

Teniendo en cuenta todos estos elementos, el suelo tendrá una determinada textura y estructura. La textura se refiere a los tamaños de las partículas que lo constituyen, mientras que la estructura hace referencia a la manera de la que se agrupan las partículas individuales. Dependiendo de estos factores así será la permeabilidad, la retención de agua o la aireación.

Suelo y biologia
El suelo se encuentra dividido en horizontes.


- Los nutrientes en el suelo y sus importancia para la planta


En el suelo encontramos todo tipo de nutrientes, los cuales tienen una mayor o menor importancia para la planta dependiendo del tipo de función que tenga dentro de la misma. Además, no todas las plantas necesitan los mismos minerales en la misma cantidad. Para que un elemento se considere esencial para la planta debe seguir uno o más criterios.

. En su ausencia, la planta es incapaz de completar su ciclo biológico.

. Su acción es específica, es decir, ningún otro elemento puede sustituirlo totalmente.

. Está implicado en la nutrición vegetal, bien como sustituyente de un metabolito o bien por su requerimiento en los enzimas.

El carbono, el hidrógeno y el oxígeno no se consideran elementos minerales puesto que se obtienen principalmente del agua y del dióxido de carbono. Además, dependiendo de su concentración relativa en el tejido vegetal se consideran macronutrientes (nitrógeno, fósforo o potasio) y micronutrientes (zinc, hierro, molibdeno, etc).

Plantas y suelo
Las plantas, para sobrevivir, requieren mantener en niveles aceptables una serie de parámetros, en lo que influye la calidad del suelo.

- Factores que influyen en la disponibilidad de los nutrientes del suelo para con las plantas


La absorción de los nutrientes se realiza por la raíz, fundamentalmente iones de la solución del suelo. Los factores que influirán en la disponibilidad de estos nutrientes son:

+ Disponibilidad hídrica


La humedad del suelo dada por la lluvia o el riego y la porosidad y capacidad de retención. Una menor humedad implica un menor flujo de masa y un menor coeficiente de difusión.

+ Fertilidad del suelo


Es la abundancia de nutrientes en el complejo adsorbente y de cambio. Viene dada por la capacidad de cambio (abundancia de complejos arcillo-húmicos, que además de retener iones, retiene sustancias orgánicas de bajo peso molecular).

También viene dado por el grado de saturación, que dependerá del pH, abundancia de lluvia…etc. Para cada ion existe un equilibrio entre el complejo de cambio y la disolución del suelo por la acción de masa, que depende de la concentración y energía de adsorción. Se puede alterar por la lluvia o la competencia con otros iones (pH).


+ pH y lluvia


El pH podrá variar según el grado de disociación de diversos elementos. Sea como sea, el pH acido produce una depleción de cationes del complejo de cambio, causando un empobrecimiento del suelo. Además, modula negativamente la actividad H+/ATPasa y la diferencia de potencial de membrana, afectando la absorción de iones por la raíz.

En cuanto a la lluvia, diluirá la solución del suelo, facilitando la adsorción por el complejo de cambio de cationes polivalentes. La sequedad favorece a los monovalentes. Un exceso de lluvia (+CO2) acidificará el suelo, facilitando la depleción del complejo de cambio y una mayor lixiviación, empobreciendo el suelo en iones. La lluvia ácida provocará además un efecto extremo de empobrecimiento.

+ La rizosfera


La rizosfera es el suelo que rodea a las raíces. Podemos distinguir una rizosfera externa y una interna, llamada rizoplano. La rizosfera actúa como un sumidero de nutrientes, debido a la acumulación de iones y depleción de otros. Además, sufre alteraciones del pH debido a la excreción de protones o carbonatos. Gracias a estas modificaciones del pH logra la absorción de aniones y cationes a conveniencia.

Además, produce exudados de bajo peso molecular, como azúcares, ácidos orgánicos, aminoácidos, compuestos fenólicos, etc., y otros de alto Pm como polisacáridos o ácido poligalacturónico (Mucigel). Los efectos de los de bajo Pm son la solubilización, provocando ataque a minerales (acidez) reducción de óxidos metálicos a formas más solubles, quelación de metales e intercambio iónico.

El mucigel protegerá frente a la desecación, actúa como lubricante, favorece el contacto (y por tanto la absorción) y retiene cationes, así como favorece el crecimiento de microorganismos.

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