Micronutrientes. Factores que determinan su estudio IMPORTANCIA PARA LAS PLANTAS. Aurora Cerveñansky Mónica Barbazán Cristina Mori

Transcripción

1 Micronutrientes Aurora Cerveñansky Mónica Barbazán Cristina Mori Factores que determinan su estudio Son parte de los nutrientes requeridos por los vegetales. Aplicación de macronutrientes como fertilizantes. Tendencia al uso de fertilizantes químicos puros Pérdidas por lixiviación y erosión. Niveles de rendimiento de los cultivos cada vez mayores. Extracción continua por cultivos intensivos. Utilización reducida de abonos orgánicos (tipo estiércol) Existencia de casos concretos de deficiencia de importancia económica en el país IMPORTANCIA PARA LAS PLANTAS Boro: B (H 2 BO 3 ) metabolismo de azúcares, desarrollo reproductivo Cobre: (Cu +2 ): fotosíntesis, resistencia a enfermedades, lignificación Hierro (Fe +2 ): síntesis de clorofila, activación de enzimas Manganeso: Mn +2 : activación de enzimas, constituyente estructural de ribososmas Molibdeno: MoO -2 4 : reducción del nitrato Zinc: Zn +2 : formación de polen, auxinas, resistencia a enfermedades Cl: Cl - : osmoregulación, resistencia a enfermedades, regulación estomática Ni: Ni +2 : fijación de N Fe, B, Mn: inmóviles Cu, Zn: relativamente móviles Mo, Ni, Cl: móviles Fuente: Welch & Shuman Micronutrient nutrition of plants.

2 Cantidades absorbidas en cultivos de importancia nacional Rendimiento N P K Ca Mg S Cultivo Kg/há Kg/ha Trigo papa Trébol Blanco maíz Rendimiento Cu Mn Zn Mo Cultivo Kg/há (gr/há) Trigo Trébol (MS-2 cortes) Papa (tuberculos) < 1% de la MS total Consideraciones generales Los micronutrientes son tan importantes para las plantas como los nutrientes primarios y secundarios, a pesar de que la planta los requiere solamente en cantidades muy pequeñas. Debemos entender que la faltante de un micronutriente, no significa una microrespuesta del cultivo La deficiencia de micronutrientes, a diferencia de los nutrientes primarios, generalmente es especie-sitio específica La ausencia de cualquiera de estos micronutrientes en el suelo puede limitar el crecimiento de la planta ó afectar la calidad del producto, aún cuando todos los demás nutrientes esenciales estén presentes en cantidades adecuadas. El rango de normalidad es muy estrecho (B y Mo), por tanto una vez superado el rango óptimo, toda cantidad adicional se vuelve tóxica para las plantas y para los animales que se alimentan de ellas. Tienen efecto en la calidad nutricional de los alimentos (sistema inmune) Rangos de concentración de micronutrientes en suelo y planta El contenido de micronutrientes en el suelo presenta variaciones mayores que los macronutrientes. En el cuadro sgte. se presentan los rangos del contenido en suelo y planta de algunos micronutrientes Micronutriente Contenido en suelo Contenido en planta Fe % ppm Mn ppm ppm Cu 1-70 ppm ppm Zn ppm ppm B ppm ppm Mo ppm < 1 ppm 1% = ppm

3 Rango variable Especie Genotipo Cond. crecimiento entre órganos de la planta Deficiencia de Zn Deficiencia de Fe, Mn y Zn Deficiencia de B

4 Contenido total en el suelo Los factores que determinan el contenido total en los suelos son: Material madre Meteorización Clima Factores de suelo: Textura:> contenido en las texturas mas finas contenido de MO: > al aumentar contenido, en suelos orgánicos (> 10%) se da lo contrario Formas bajo las cuales se encuentran en los suelos Efecto de los complejos metal- orgánico en el ciclo de los micronutrientes Cationes micronutrientes (iones metálicos) son mantenidos en solución a través de la complejación con compuestos solubles orgánicos (de lo contrario precipitarían) Reducción de concentración a niveles no tóxicos a través de la complejación con la materia orgánica del suelo. Ejemplo: complejos metal-orgánico de baja solubilidad (ácidos húmicos y otros compuestos de la MO de alto peso molecular) Funcionan como medio de transporte de los elementos metálicos hacia las plantas Stevenson (1991)

5 Contenido en el suelo (bajo forma disponible) Las cantidades extraídas por los cultivos representan en general menos del 1% de las cantidades totales en los suelos. Las cantidades totales no son entonces un buen índice de la disponibilidad. La disponibilidad de los micronutrientes dependerá de los niveles en solución y del mantenimiento de los mismos a partir de otras formas en el suelo. Factores del suelo que determinan su disponibilidad ph del suelo Acidez Bicarbonato, Carbonatos (Fe) Humedad del suelo Aireación, potencial redox Compactación Textura del suelo Materia orgánica Reserva Quelatación Interacciones con otros elementos (en el suelo o dentro de la planta*) Negativa: Ca-B; K-B; Zn-Cu; P-Fe; Mo-Fe; N-NO 3- - Fe; K-Fe* Positiva: N-NH 4+ -Fe; P-Mo; N-NO 3- -Mo Factores del suelo que determinan su disponibilidad 1. ph del suelo: incide en la solubilidad y absorción de los micronutrientes Globalmente: al disminuir el ph, aumenta la solubilidad y absorción de Fe, Cu, Zn, Mn, B al aumentar el ph, aumenta la disponibilidad del Mo

6 Factores del suelo que determinan su disponibilidad ph del suelo- Ejemplos Fe al aumentar el ph el Fe +2 pasa a Fe +3 y precipita. Su solubilidad esta controlada por los óxidos de Fe. Por unidad de aumento del ph disminuye solubilidad del Fe veces Fe veces Zn Zn +2 predomina en medio ácido. En suelos de ph 6-8 predomina como hidróxido y carbonato de Zn, ambas formas insolubles. B Adsorción sobre hidróxidos de aluminio (ph >6,4) Factores del suelo que determinan su disponibilidad Disponibilidad de micronutrientes en función del ph del suelo (Malavolta et al. 1997).

7 Factores del suelo que determinan su disponibilidad 2. Condiciones de óxido-reducción Se relaciona con el ph y es especialmente importante para Fe y Mn. Ejemplo: La solubilidad del Fe +2 en suelos ácidos es de 10-4 moles/l. El aumento del potencial ox-red (suelos bien drenados) lleva el Fe +2 a Fe +3 (insoluble) el cual tiene una solubilidad de moles/l. Factores del suelo que determinan su disponibilidad 3. Textura En suelos de textura fina hay mayores contenidos de micronutrientes en todas las formas. Por ello en suelos livianos es donde normalmente se dan situaciones de deficiencia. 4. Materia orgánica Su efecto se da sobre la retención de cationes metálicos por quelatación o complejación. El Cu es uno de los más retenidos por este mecanismo, pero también el Mn, Fe, Zn. Factores del suelo que determinan su disponibilidad 5. Actividad microbiológica Depende y se relaciona con los factores anteriormente mencionados y actúa a través de: mineralización de la materia orgánica participación en los procesos de óx.-red. y disponibilidad de las formas resultantes competencia directa con las plantas, a nivel de la rizósfera.

8 Factores de la planta que modifican su disponibilidad a nivel de la rizósfera Excreción de ácidos (modificando el ph circundante) y compuestos orgánicos (captores de cationes metálicos) Elongación radicular (mayor exploración del suelo) Mayor concentración de oxígeno en el medio radicular. Efectos sobre el crecimiento vegetal Hierro (Fe +2 ) componente de sustancias de óx.-red. de respiración y fotosíntesis. Manganeso (Mn +2 ) Participación en procesos de fotosíntesis y reducción de NO 3 - ; reacciones de óx.-red. Boro (H 3 BO 3 ) Desarrollo de meristemas; participación en síntesis de proteínas; metabolismo de carbohidratos. Zinc (Zn +2 ) Metabolismo de auxinas; Constituyente d anhidrasa carbónica. Cobre (Cu +2 ) Constituyente de enzimas de óx.-red. Molibdeno (MoO 4-2 ) Participa en nodulación de leguminosas (nitrogenasa) y en la reducción del NO 3- (nitrato reductasa) Dentro de la planta: Fe-Mn-B: son inmóviles. Zn-Cu: relativamente móviles. Efectos sobre el crecimiento vegetal Hierro Es importante en la formación de la clorofila y en el transporte del oxígeno. Debido a que el Fe (una vez incorporado) no se transloca (inmóvil) dentro de la planta, los síntomas de deficiencia aparecen primero en las hojas jóvenes, en la parte superior de la planta. Si bien el contenido de Fe total de los suelos es muy alto, la mayor parte de ese Fe no tiene significado en términos de aportes para las plantas. Frecuentemente una deficiencia de Fe no indica insuficiencia en el suministro de Fe. Generalmente está relacionado a: presencia de carbonatos ph suelo humedad y temperatura del suelo contenido de MO

9 Factores que afectan la disponibilidad del Fe Su solubilidad está afectada por el ph, el potencial de óxido reducción y la formación de quelatos con compuestos orgánicos. Por cada unidad de aumento en el ph, el Fe +3 en solución baja 1000 veces y el Fe veces, alcanzando un mínimo entre ph 7.4 y 8.5. Agua de riego y suelos con alto contenido de bicarbonatos (HCO 3- ) pueden agravar la deficiencia de Fe. Factores que afectan la disponibilidad del Fe Las raíces tienen mecanismos para bajar el ph y el potencial de óxido reducción de su entorno, tomando el hierro fundamentalmente como Fe +2 También pueden tomar el hierro en forma de quelatos, y una vez dentro de la planta el Fe es liberado. Los materiales orgánicos pueden brindar agentes quelatantes que ayudan a mantener la solubilidad de los micronutrientes.

10 Situaciones en nuestro país Frutales problemas ya detectados En el país aparecen deficiencias de hierro en algunos cultivos, en suelos con horizontes calcáreos cercanos a la superficie o alcalinizados por aguas de riego ricas en bicarbonatos. a) Hierro: Clorosis férrica. Especies afectadas: Citrus, Arándano, Viña, hoja caduca (Duraznero y Manzano) Suelos: Vertisoles del Sur (F.Libertad, lodolitas calcáreas). Brunosoles s/f.bentos: Unidades Tala-Rodriguez y E.Paulier-Las Brujas. Situaciones en nuestro país Frutales problemas ya detectados b) Zinc se asocia al porta-injerto Especie afectada: Citrus Suelos: de textura liviana, baja MO, con altos niveles de producción, agravan el problema. Situaciones en nuestro país Condiciones que promueven deficiencias Suelos arenosos y pobres en MO. Especies y cultivares sensibles. Existen frecuentes casos de deficiencias : Tomate y Frutilla, especialmente en invernaderos. Han aparecido frecuentes casos de episodios de deficiencia de B en Eucaliptos y pinos

11 Situaciones en nuestro país Frutales Fe y Zn relevante citrus Fe en hoja caduca, arándano y viña Prevención: conocer el tipo de suelos antes de instalar el monte. monte está instalado: corrección con fertilización Situaciones en nuestro país Hortalizas No se han observado problemas, en situaciones de producción media a baja. En producciones intensivas (invernáculo) sí y entonces es conveniente el uso de fertilizantes con micronutrientes. Ello se debe a: costo y rentabilidad de este tipo de cultivos, los altos rendimientos potencialmente esperables Situaciones en nuestro país Otros cultivos Se han observado problemas en situaciones de producción particulares: deficiencias de Zn en arroz. Quedó claramente asociado a zonas de blanqueales, comunes en zonas arroceras del E del país. En pasturas no es un problema aún. En pruebas exploratorias con micronutrientes en suelos desaturados-lixiviados no hubo ningún tipo de efecto al agregado de Mo. En las producciones intensivas de cultivos cerealeros, se esta potencializando este problema, entre otros. Ejemplo: se ha detectado deficiencia de Fe en soja.

12 Fertilizantes Tipos de productos: Formulaciones Sales del nutriente (sulfatos, óxidos, hidróxidos) Ejemplos: B Borato de sodio (Bórax) Mo Molibdato de sodio Quelatos ó agentes quelatantes o ligantes Son estructuras cíclicas de un átomo de un metal con un componente orgánico unidos entre sí con diferente energía de enlace. Son solubles en agua. Comercialmente son de Fe, Cu, Zn y Mn. Su estabilidad depende del ph; un ejemplo típico es el de los quelatos de Fe. Los quelatos naturales: pueden transportar Fe hacia la raíz, que saca el Fe y deja libre al quelato. Los quelatos aumentan la cantidad de Fe en la solución del suelo. Los quelatos tienen gran afinidad por el Fe Ejemplo: Fuentes de Fe La aplicación de materiales solubles (como el sulfato de hierro) al suelo no es muy eficiente, debido a que el Fe pasa rápidamente a formas no disponibles. Estos materiales son más eficientes cuando son aplicados por aspersión foliar. La mayoría de las fuentes de Fe son más eficientes cuando se aplican en aspersión foliar. Para suelos con alto ph, actividad de Ca y Bicarbonatos, los quelatos son fuentes Fe que se pueden aplicar al suelo manteniendo su disponibilidad para las plantas. Los diferentes quelatos tienen distinta capacidad de mantener al Fe en su molécula al variar el ph

13 Quelatos de Fe: Son compuestos que estabilizan a los IONES metales (en este caso Fe) y los protegen de la oxidación y precipitación Fe-EDTA: estable a ph < 6.0. (no efectivo en suelos alcalinos o ricos en Ca. Fe-DTPA: es estable hasta ph 7 Fe-EDDHA: es estable en todo el rango de ph Fertilizantes Formas de aplicación Sales del nutriente Se aplican por vía foliar generalmente. - Algunas sales no son eficientes aplicadas al suelo: a) por reducción en la disponibilidad del nutriente (Ej.: sales de Fe y Mn) b) por poca solubilidad (Ej.: ZnO, MnO) Generalmente se aplican sulfatos (Ej.: peleteado de semillas de leguminosas) Fertilizantes Formas de aplicación Quelatos Se aplican por vía foliar o al suelo. Aplicación al suelo: esta formulación le da estabilidad al catión, manteniendo su disponibilidad Aplicación foliar: en el caso de corrección de una deficiencia, sería más eficiente; se absorbe el quelato-metal por la cutícula

14 Fertilizantes Formas de aplicación Suelo Riego por goteo (fertirrigación), granulado Posible precipitación con sales o quelatos (depende del tipo) Aplicar mayor cantidad que foliar Menor riesgo de toxicidad Foliar Aplicar en etapas tempranas de crecimiento Implica realizar aplicaciones repetidas Ajuste de dosis - posibilidad de toxicidad Estrategias de manejo y factores que influyen sobre disponibilidad Prevención Reducir el ph suelo con S no es practico a gran escala pero puede ser beneficioso en aplicaciones en banda Utilizar fertilizantes que tengan efecto residual ácido Fuente de N (amonio vs. nitratos) Abonos verdes y residuos orgánicos Aplicaciones foliares (mayor grado) y al suelo (menor grado) Genética: selección de variedades tolerantes al exceso o déficit de micronutrientes. Herramientas de Diagnóstico Situación de deficiencia Uso del ANÁLISIS FOLIAR como herramienta cuantitativa SÍNTOMAS en estado avanzado de deficiencia

15 FIN