Nutrición VEGETal. Ciclos biogeoquímicos de los elementos minerales

Nutrición VEGETal

Ciclos biogeoquímicos delos elementos minerales

CICLO DEL AGUA

CICLO DEL CARBONO

CICLO DEL NITRÓGENO

CICLO DEL FÓSFORO

ELEMENTOS ESENCIALESY SUS FUNCIONES

BIOLÓGICAS

Elementos minerales esenciales: criterios

(Azcón-Bieto, Talón, 2008)

• En ausencia del elemento mineral considerado, la planta es incapaz de completar su ciclo vital.

• La función que realiza dicho elemento no puede ser desempeñada por ningún otro mineral de reemplazo o de sustitución.

Elementos minerales esenciales: criterios

(Azcón-Bieto, Talón, 2008)

• El elemento debe estar directamente implicado en el metabolismo (ejemplo: como componente de una molécula esencial de la planta) o ser necesario en una fase metabólica precisa (ejemplo: reacción enzimática)

ELEMENTOS BENEFICIOSOS

(Azcón-Bieto, Talón, 2008)

Elementos complementarios, no necesarios para la generalidad de las plantas que no pueden considerarse como elementos esenciales. También el elemento es capaz de suplir, al menos parcialmente, la falta de otro elemento esencial, o de aumentar la tolerancia en los excesos de absorción de otro elemento.

EJEMPLOS DE ELEMENTOSBENEFICIOSOS

• El Si reduce los síntomas de toxicidad si la planta se encuentra frente a concentraciones elevadas de Mn o Fe, situación común en los suelos ácidos.

• El Na presente en grandes cantidades en las plantas halófitas.

• El Co en las leguminosas en condiciones de fijación de N2 en simbiosis.

ELEMENTOS ESENCIALESMACRONUTRIENTES (Azcón-Bieto,

Talón, 2008)

Elementos constituyentes de las biomoléculas estructurales como: proteínas, lípidos, carbohidratos, osmolitos. En general están presentes en grandes concentraciones

MACROELEMENTOS OMACRONUTRIENTES

ELEMENTO Símbolo químico

Forma de absorción

PesoAtómico

µmol/g mg/Kgppm

%

Carbono C CO2 12.01 40 000 -- 45

Hidrógeno H H2O 1.01 60 000 -- 6

Oxígeno O O2 y H2O 16.00 30 000 -- 45

Nitrógeno N NO3-, NH4

+ 14.01 1 000 -- 1.5

Azufre S SO4-2 32.07 30 -- 0.1

Fósforo P H2PO4- , HPO4

-

2

30.98 60 -- 0.2

Magnesio Mg Mg2+ 24.32 80 -- 0.2

Calcio Ca Ca2+ 40.08 125 -- 0.5

Potasio K K+ 39.10 250 -- 1.0

*Concentración en peso seco

MICRONUTRIENTES, elementos traza u

oligoelementosElementos muy importantes que se encuentran en bajas concentraciones en los tejidos vegetales.Pueden formar parte de grupos catalíticos de enzimas (i.e. Fe en citocromos)Pueden estabilizar iones en moléculas (Zn en la clorofila)

MICROELEMENTOS O MICRONUTRIENTES (Azcón-Bieto, Talón, 2008)

ELEMENTO SímboloQuímico

Forma deAbsorción

Peso Atómico

µmol/g mg/Kgppm

%

Cloro Cl Cl¯ 35.46 3.0 100 --

Boro B H3BO3 10.82 2.0 20 --

Hierro Fe Fe+3, Fe+2 55.85 2.0 100 --

Manganeso Mn Mn2+ 54.94 1.0 50 --

Zinc Zn Zn2+ 65.38 0.30 20 --

Cobre Cu Cu+, Cu++ 63.54 0.10 6 --

Níquel Ni Ni2+ 58.70 ˜0.001 ˜0.1 --

Molibdeno Mo MoO4-2 95.95 0.001 0.1 --

NUTRICIÓN MINERAL (Azcón-Bieto,

Talón, 2008)

J. Sachs 1880, botánico alemán:

Demostró por primera vez que las plantas podían crecer y desarrollarse en soluciones nutritivas totalmente carentes de suelo:

Hidroponia, gracias al desarrollo de soluciones nutritivas acuosas constituidas por 6 sales inorgánicas y sus variaciones.

Cultivo de tejidos vegetales(Hurtado y Merino, 1987. Cultivo de Tejidos Vegetales)

TRASPLANTE A INVERNADERO

(Hurtado y Merino, 1987. Cultivo de Tejidos Vegetales)

CULTIVOS HIDROPÓNICOS (Azcón-Bieto,

Talón, 2008)

Actualmente en la mayoría de los cultivos hidropónicos las plantas crecen sobre un material inerte, tipo arena de cuarzo, vermiculita, perlita, agrolita, que no aportan nutrientes a la planta pero sirven de soporte físico.En la hidroponia pura no existen estos sustratos.

HIDROPONIA (Barthelemy, et al., 1977)

Solución de Hoagland y Arnon (1950) (Azcón-Bieto, Talón, 2008)

Sales Fórmula Concentración(mM)

Elementos Concentraciónmg/L

Nitrato de calcio Ca (NO3)2 2.5 N, Ca 103

Fosfato de potasio KH2PO4 0.5 P, K 105

Nitrato de potasio KNO3 2.5 N, K 118

Sulfato de magnesio MgSO4 1.0 S, Mg 33

Sulfato de zinc ZnSO4 0.00039 S, Zn 25

Sulfato manganoso MnSO4 0.0046 S, Mn 15

Sulfato cúprico CuSO4 0.00016 S, Cu 10

Ácido bórico H3BO3 0.0234 B 0.25

Ácido molíbdico MoO4H2 0.000051 Mo 0.25

Secuestrene (Fe) Fe 0.179 Fe, Cl 0.5

CULTIVOS HIDROPÓNICOS (Disney, Epcot)

FERTILIZANTES

Substancias o mezclas químicas, naturales o sintéticas usadas para enriquecer el suelo y favorecer el crecimiento vegetal. Las plantas sólo exigen una docena de elementos químicos, que deben presentarse en la forma en que la planta pueda absorber.

EJEMPLO DE FERTILIZANTES QUÍMICOS

• El nitrógeno puede administrarse con igual eficacia en forma de urea, nitratos, compuestos de amonio o amoníaco puro.

• La característica más importante es que debe tener una solubilidad mínima en agua para poder disolverse en el agua de riego y así entrar pasivamente a la planta.

BIOFERTILIZANTES (Blog de Traxco)

Substancias líquidas o sólidas que provienen de la fermentación de materiales orgánicos, que pueden ser enriquecidos con sales minerales naturales y que contienen microorganismos con efectos positivos sobre algunos procesos de descomposición y síntesis que ocurren en el suelo

EJEMPLO DE BIOFERTILIZANTE

Abono a base del alga Espirulina: se mezcla la microalga con agua y enzimas, se calienta, al alcanzar una determinada temperatura, las microalgas se rompen y liberan aminoácidos. Cuando se aplica a la planta este abono se le ahorra el trabajo de crear aminoácidos, crece más rápido.