Nutricion

INTRODUCCION

Cada genotipo y especie de planta requiere una nutrición mineral óptima para su normal crecimiento y desarrollo (Kovacik et ál. 2007). Asociado a ello, una adecuada nutrición mineral es fundamental para alcanzar una producción agrícola que garantice la seguridad alimentaria, de manera que soporte la creciente demanda de una población mundial que día a día aumenta (FAO 1998). Solamente el conocimiento profundo de las necesidades nutricionales de cada especie, el sistema de absorción y transporte de esos diferentes nutrientes y el efecto de las limitaciones nutricionales de cada elemento en el crecimiento y desarrollo de las plantas, permitirán adecuar planes de manejo nutricional en la medida que respondan a las necesidades de los vegetales, evitando aplicaciones innecesarias de abonos, cuyos excesos generalmente se traducen en pérdidas económicas, además de convertirse en contaminantes del suelo, de las fuentes de agua y del aire, afectando al mismo hombre (Van Reuler y Prins 1993).

En la actualidad, uno de los mayores desafíos que enfrenta esta área de la biología vegetal es el desarrollo de un modelo molecular en el que se pueda interrelacionar, por una parte, la modificación genética de la planta y por la otra, la acción de diferentes niveles de nutrientes de manera simultánea, buscando la mejor respuesta en el crecimiento y desarrollo. El presente enfoque, en el que se evalúa de manera separada la ausencia de cada nutriente, se ha quedado corto en la explicación de los verdaderos fenómenos que ocurren en la realidad y es por esto, que su capacidad de predicción ha sido mínima. Ahora se ha entendido que los sistemas complejos planta-suelo interactúan con una dinámica que exige la comprensión integral, en lugar del enfoque reduccionista con el que se ha venido abordando el tema (Ruffel et ál. 2010).

Elementos esenciales

Cada organismo es un sistema abierto conectado con su medio ambiente e influenciado por éste en un intercambio permanente de materia y energía. Las plantas aumentan su biomasa usando dióxido de carbono del aire, la energía del sol y los nutrientes que toman del suelo y del agua (Jones y Jacobsen 2001).

De acuerdo con las investigaciones realizadas durante el siglo pasado, en cultivos hidropónicos, con la técnica del Nutriente Faltante, existen más de 100 elementos químicos en la naturaleza, de los cuales solamente 17 se consideran esenciales para la vida de las plantas. Como producto de estas experimentaciones, diversos investigadores llegaron a la conclusión que sin estos “elementos esenciales” las plantas no pueden completar su ciclo de vida, pues estos elementos están implicados directamente en funciones de crecimiento y reproducción y son vitales en la mayoría de las plantas para sobrevivir, además que son esenciales porque no pueden ser reemplazados por otros elementos para suplir sus funciones (Tabla 1). De los “elementos esenciales”, algunos se consideran no minerales, debido a que son tomados por la planta principalmente a partir del aire o del agua. Los otros nutrientes minerales se clasifican en macronutrientes y micronutrientes, dependiendo de la concentración en las plantas.

Dentro de los macronutrientes encontramos el nitrógeno (N), el fósforo (P), el potasio (K), el calcio (Ca), el magnesio (Mg) y el azufre (S). Por su parte, los micronutrientes incluyen el boro (B), el cloro (Cl), el cobre (Cu), el hierro (Fe), el manganeso (Mn), el molibdeno (Mo), el níquel (Ni) y el zinc (Zn) (Marschner 1995).

El nitrógeno, el fósforo, el potasio y el agua son considerados como los principales factores limitantes del crecimiento, el desarrollo, y finalmente del rendimiento económico de los cultivos (Parry et ál. 2005). Las respuestas de las plantas a la fertilización con N, P y K son de considerable importancia en la agricultura. A pesar que N, P y K con frecuencia limitan el crecimiento y desarrollo de varios cultivos, en condiciones de campo los mecanismos precisos por los cuales ocurre esa limitación son complejos y variables según la especie, etapa de desarrollo y el medio ambiente. Limitando el suministro de N, P y K se disminuye la tasa de división celular, la expansión celular, la permeabilidad celular (Hossain et ál. 2010), la fotosíntesis, la producción de hojas, el crecimiento (Chapin 1980; Clarkson y Hanson 1980; Evans 1972; Zhao et ál. 2003, 2005a, b), y el rendimiento. Algunos reportes sugieren que la deficiencia de N afecta con más fuerza el desarrollo de la hoja que la fotosíntesis, y que los efectos de bajo niveles de N, P y K en plantas causan bajas tasas de fotosíntesis y un lento proceso de expansión de la hoja (Hossain et ál. 2010).

Si la concentración de un elemento nutriente esencial en el tejido vegetal está por debajo del nivel necesario para un óptimo crecimiento, la planta es deficiente en ese elemento, lo que genera una alteración en la ruta metabólica en la que participa dicho elemento, afectando otros procesos involucrados. Por ejemplo, el suministro inadecuado de iones fosfato impide la exportación de triosas fosfatadas del cloroplasto y por ende la síntesis de sacarosa. Además, el efecto de la nutrición con fósforo en la calidad del fruto puede atribuirse a su papel como componente de los fosfolípidos, que son los mayores constituyentes de la membrana celular (Knowles et ál. 2001).

Otros autores (Mengel y Kirkby 1987) han propuesto una clasificación de los elementos esenciales

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