Nutrición Mineral y Producción Vegetal

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1 Unidad 7 Nutrición Mineral y Producción Vegetal sorgo ABA control NaCl

2 Objetivos -Estudiar la composición de elementos no minerales (C, H, O) y minerales (resto) de las plantas. -Ver que existen 3 modalidades de cultivos de plantas en tierra, sustrato inerte y medio líquido. -Aprender la preparación de soluciones nutritivas. -Ver que afecta a la disponibilidad de los nutrientes de la planta. -Observar que la plantas presentan carencias minerales y síntomas de deficiencia. -Ver en que grado la Nutrición afecta a la producción vegetal.

3 Elementos esenciales, Arnon y Stout (1939): para la Nutrición Vegetal 1. Ciclo de vida completo 2. Función no reemplazable 3. Metabolismo: componente de molécula o reacción enzimática No son objeto de la nutricion mineral -C: CO 2 -Fotosíntesis -H, O: H 2 O- Agua

4

5 Clasificación 1.- Nutrientes que son elementos integrales de compuestos orgánicos, incluidos todos los aminoácidos y ácidos nucleicos: C, N y S Ej. Cisteína

6 Clasificación 2.- Nutriente esencial en la adquisición y utilización de la energía, y en el genoma (ATP, ADP, ADN, ARN ): P Ej. ATP Ej. ADN

7 Clasificación 3.- Nutrientes estructuralmente asociados con la pared celular: Ca, B y Si Ej. Pared celular y el Ca hemicelulosa Microfibrilla de celulosa Haz de celulosa peptinas

8 Clasificación 4.- Nutrientes que son constituyentes integrales de enzimas o de otras entidades esenciales del metabolismo: Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, y Mo Ej. PEPC

9 Clasificación 5.- Nutrientes que activan o controlan actividades enzimáticas: K, Na, Cl, Mg, Ca, Mn, Fe, Zn, Cu Ej. Superóxido dismutasa

10 Clasificación 6.- Funciones no específicas: -Iones que sirven para compensar cargas positivas o negativas: K, Na, NO 3-, Cl, SO 4 2-, Ca, Mg -Iones que actúan en procesos osmóticos: K, Na, Cl, y NO 3 - Ej. Bomba de Na y K a través de la membrana

11 Modalidades de cultivo Modalidades de cultivo (según el sustrato): Tierra Solido-Inerte Liquido-Hidropónico Campo Invernadero Invernadero Invernadero Cámara de cultivo Cámara de cultivo Cámara de cultivo - + Regulación Campo Invernadero Cámara de cultivo Bajo control de las condiciones: Nutricionales Temperatura Fotoperiodo Limitaciones de la luz Aumentos de temperatura Poco material Para estudios nutricionales no sirve el sustrato tierra, hay que utilizar otros tipos de sustratos

12 Sustratos La demostración de que las plantas pueden crecer normalmente sin suelo ni materia orgánica probó que éstas son capaces de proveer todas sus necesidades a partir de elementos inorgánicos y la luz del sol. Esta técnica de crecer las plantas con sus raíces sumergidas en una solución nutriente sin tierra se llama cultivo hidropónico y requiere: 1) un aporte constante de nutrientes 2) un ph controlado 3) y una buena oxigenación de las raíces. Cultivo hidropónico 100% de medio hidropónico medio hidropónico+soporte sólido inerte

13 Sustratos Intercambio rápido de agua, nutrientes y oxigeno: Arena de cuarzo o grava Perlita Vermiculita Agar Algodón Foam Fibra de coco

14 Sustratos Problemas: -el entorno de la raíz no es 100 % uniforme -puede aportar micronutrientes contaminantes -las raíces pueden sufrir daños al desenraizarlas Medio Hidropónico

15 Sustratos Taiz and Zeiger, Fig 5.1

16 Sustratos Taiz and Zeiger, Fig 5.1

17 Sustratos Taiz and Zeiger, Fig 5.1

18 Sustratos Herbicidas Antibióticos Hormonas Sales Soporte corcho/plástico sujeta la planta erguida Concentración de nutrientes aireación

19 Sustratos

20 Sustratos

21 Soluciones nutritivas REQUERIMIENTOS BÁSICOS DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS *NUTRIENTES -Macronutrientes cationes: K, Ca, Mg aniones: N, P, S -Micronutrientes: Mn, Zn, Cu, Cl, Mo, Na, Ni, B, Fe *ph 5-7

22 Soluciones nutritivas Taiz and Zeiger, Tabla 5.3 Sales de macronutrientes 1) K-N 2) Ca-N 3) P-N 4) Mg-S

23 Soluciones nutritivas Taiz and Zeiger, Tabla 5.3

24 Diagnóstico de carencias minerales Concentración crítica de un nutriente es la concentración de un nutriente en un tejido por debajo de la cual el crecimiento no es el óptimo

25 Carencias minerales Problemas en la identificación de deficiencias en el campo: 1.Deficiencias en más de un elemento 2.Efectos de unos nutrientes sobre otros 3.Síntomas parecidos a infecciones 4.Algunos síntomas difieren según la especie 5.Distintos elementos pueden provocar síntomas parecidos: N y S

26 Disponibilidad de nutrientes: Agentes quelantes FeSO 4 H 2 O Fe(NO 3 ) 2 FePO 4 Precipita en solución NaFeDPTA FeNaEDTA disuelta en solución Ácido dietiléntriaminopentaacético (DTPA) Taiz and Zeiger, Fig 5.2

27 Disponibilidad de nutrientes: ph phs suelo: 4-8 phs óptimos crecimiento: 5-7 Función del ph: 1) Regula el equilibrio de oxido-reducción y la solubilidad de nutrientes Ej: Fe +3 ph 8 hidróxido férrico (insoluble) 2) Regulando a los transportadores de iones de la membrana. Absorción diferencial entre cationes y aniones provoca un cambio en el ph de la solución nutritiva

28 Disponibilidad de nutrientes: ph Nitrato NO 3- /Amonio NH 4 + Nitrato NO 3 - H + ph NO 3 - H + Amonio NH 4 + H + ph NH 4 +

29 Disponibilidad de nutrientes: movilidad del elemento N, P, K móviles deficiencia hojas viejas B, Fe, Ca inmóviles deficiencia hojas jóvenes ELEMENTO MÓVIL ELEMENTO INMÓVIL Déficit de N (rábano) Déficit de Fe (tomate)

30 Nitrógeno Factor limitante en la productividad de los cultivos Aminoácidos (80-85%) y ácidos nucleicos (10%) Problemas de disponibilidad: fertilizantes control Sin N Síntomas de deficiencia en N: Plantas pequeñas Clorosis en hojas viejas (móvil) Antocianinas (púrpura) girasol rábano apio

31 Nitrógeno trigo zanahoria remolacha +N -N +N -N

32 Una plaga no es una deficiencia 1) Infección por virus ej. Virus del mosaico de la sandia 2) Herbicidas (fitotoxicidad) ej. glifosato melón soja 3) Nematodos 4) Hongos ej. moho blanco pimiento judía

33 Integración de conceptos aprendidos 1. Las plantas se componen por elementos esenciales que obtienen de la absorción del agua, la fotosíntesis y la nutrición mineral. 2. La planta para nutrirse crece en medios de tierra, soportes inertes suplantados con soluciones nutritivas líquidas ó en soluciones nutritivas 100% líquidas a los que llaman cultivos hidropónicos. 3. Los nutrientes que aportan estos medios hidropónicos son los elementos esenciales de los que se compone la planta. Depende de la concentración en la que se encuentren hablaremos de los macro- ó micronutrientes. 4. La falta de alguno de los elementos origina una carencia, ya sea porque falte del medio ó porque aunque esté, no sea accesible por la raíz. Dicha disponibilidad la regula principalmente el ph del sustrato. 5. Una carencia severa afecta gravemente a la producción vegetal de un cultivo.

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