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El macro mundo de los micronutrientes |
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Escrito por Patricio Trebilcock Kelly
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jueves, 28 de agosto de 2008 |
Los agrónomos señalan que no menos de 52 factores determinan el rendimiento y la calidad de un cultivo. Y se dice que la nutrición vegetal es solo uno de estos factores.
Y en la nutrición vegetal, no sólo la disponibilidad de uno de los 12 principales elementos juega un rol fundamental sino que también la interacción entre ellos y con el suelo, agua, etc… Entonces, ¿Por qué destinar tanta energía, investigación, tiempo y recursos en un micronutriente? Por ejemplo, ¿Por qué preocuparse del molibdeno? La respuesta es bastante sencilla: algunos cultivos, sin la incorporación de molibdeno (10 gramos por hectárea) sencillamente no crecen en forma adecuada.
Bienvenidos al macro mundo de los micronutrientes. En Chile los principales problemas son tres: zinc, hierro y boro. Y en la medida en que la agricultura chilena ocupe cada día suelos más marginales – sobretodo de Santiago al Norte- la ocurrencia de las deficiencias de estos nutrientes será mayor. En esta edición entregaremos ideas y entrevistas sobre zinc, boro y hierro y una entrevista al Dr. Rafael Ruiz de INIA La Platina, quien está realizando un interesante trabajo de nutrición con hierro en paltos.
HIERRO: CADA VEZ MÁS PROBLEMAS EN SUELOS MARGINALES DE CHILE
Durante una visita a Chile, el Profesor Juan José Lucena de la Universidad Autónoma de Madrid expuso sobre nutrición con hierro. Extractos: “Los micronutrientes metálicos Fe, Mn y Zn son esenciales para los cultivos. Esto es, las plantas no pueden realizar su ciclo vital en ausencia de estos elementos, ya que están involucrados en el metabolismo de la planta de una manera específica. El Fe es el micronutriente requerido en mayor cantidad. Está involucrado en la síntesis de clorofila, y participa en un buen número de sistemas enzimáticos importantes para el metabolismo de las plantas. Su deficiencia se denomina clorosis férrica y se caracteriza, de forma visual, por un amarilleamiento intervenal de las hojas jóvenes. Como consecuencia de la clorosis férrica, las plantas se desarrollan peor, teniendo menos vigor y una menor producción. La clorosis es consecuencia del efecto que distintos factores tienen sobre la adsorción y distribución de hierro por las plantas y que se debe a varios procesos. Estos procesos se han de dar a una velocidad suficiente como para suplir las necesidades férricas de la planta y son:
- Solubilización de los oxi-hidróxidos de hierro de los suelos, por lo general muy insolubles, tanto más cuanto más elevado es el pH del suelo.
- Transporte de Fe soluble hacia las raíces: Este transporte viene ralentizado por las bajas concentraciones de Fe y por las retenciones que este elemento sufre sobre distintos materiales edáficos. La presencia de transportadores sería muy beneficiosa.
- Absorción de hierro por las raíces jóvenes de las plantas. Este proceso está muy influenciado por el pH, el bicarbonato y presencia de caliza del suelo. De manera general las plantas son capaces de reducir el Fe (III) en la superficie de la raíz y formar Fe (II) que es la especie química que las plantas son capaces de tomar. Existen variedades denominadas eficientes o resistentes, con un mecanismo de absorción mucho más eficaz que las variedades susceptibles. En deficiencia de hierro, plantas eficientes dicotiledóneas y monocotiledóneas no gramíneas son capaces de incrementar el poder reductor de las raíces, se liberan ácidos y reductores, a la vez que la morfología de las raíces cambia. En gramíneas eficientes se liberan fitosideróforos, quelatantes específicos de hierro, que lo toman del suelo para luego entrar de nuevo en la planta.
- Transporte hacia la parte aérea de la planta y su posterior distribución, también impedido por elevados contenidos de bicarbonato en el suelo. En presencia de bicarbonato o de altos contenidos de nitrato, el Fe se inmovilizaría en la planta, de manera similar a la del suelo. El mecanismo de entrada en las células estaría impedido. En estos casos el Fe total puede ser elevado (incluso más que en hojas verdes) pero la planta sufriría de clorosis. Es lo que se denomina la paradoja del hierro.
Por lo tanto, la clorosis no es consecuencia de la falta de hierro en el suelo, donde es uno de los elementos más abundantes (3,8% de media), sino que es producida por su baja movilidad. Los factores que más inciden en esta baja movilidad son elevados pH y presencia de bicarbonato, mantenida por la caliza activa del suelo.
Soluciones a las Deficiencias de micronutrientes:
Genética: selección de variedades más resistentes que sean capaces por sí mismas de extraer el micronutriente presente en el suelo. En el futuro será la solución más definitiva, al menos para el Fe, pero los procesos de selección son lentos y a veces las nuevas variedades presentan otros inconvenientes.
 Mejor manejo de suelos y cultivo: Cualquier técnica de cultivo que favorezca la aireación permitirá que se desarrollen mejor las raíces jóvenes. La adición de materia orgánica estabilizada mejora la estructura del suelo y puede complejar los micronutrientes metálicos. Igualmente el uso de acidificantes en zonas localizadas del suelo puede favorecer la nutrición de Fe, Mn, Zn y Cu. Así, se recomienda incrementar la nutrición amoniacal sobre la nítrica en la medida de lo posible.
Uso de fertilizantes:
Inorgánicos: No es eficaz porque precipitan y sólo vienen a incrementar el ya abundante hierro del suelo. Sólo serían considerados para Mn, Zn y Cu pero para aplicación foliar.
Complejantes: Serían moléculas, principalmente inorgánicas, capaces de aislar el hierro o los otros micronutrientes de la influencia de los agentes adversos del suelo ( pH y bicarbonato). Destaca el uso de complejantes orgánicos (quelatos naturales). Su uso también puede ser recomendado por vía foliar, aunque, con poco éxito para el hierro.
Quelatos sintéticos: Estos son casos especiales de complejantes en que las uniones con el micronutriente son múltiples y de elevada estabilidad. En el caso del hierro, los quelatos deben incrementar la solubilización de hierro del suelo y transportarlo hacia la raíz de la planta. Ahí deben ceder el Fe y la parte orgánica del quelato debe volver a solubilizar más hierro. En este sentido los quelatos actúan de un modo bien diferente a los otros fertilizantes. Así, por ejemplo, un potasio añadido al suelo será aprovechado o no, pero un quelato no solo aportará el hierro con el que se aplica al cultivo, sino que puede aumentar el aprovechamiento del hierro nativo del suelo.
BORO: CLAVE APLICACIONES PREVENTIVAS ANTES DE FLOR
El Dr. Patrick Brown de la Universidad de California en Davis y su equipo fueron quienes establecieron cómo se transporta el boro dentro de las plantas, lo que ha abierto nuevas perspectivas para superar uno de los principales problemas de nutrición vegetal en el mundo, no solo porque se presenta en diversos tipos de suelos, sino porque afecta directamente al 80% de los productos que la agricultura mundial comercializa.
“Ahora sabemos que el B es un componente fundamental en la pared celular y que es esencial para que la pared celular tenga la estructura química y física que permita su crecimiento. En ausencia de cantidades suficientes de B, la pared celular se torna porosa, interrumpiendo los procesos bioquímicos normales y también se rigidiza, lo que restringe la expansión celular, que es la base para el crecimiento.
La segunda razón por la que la deficiencia de B afecta el crecimiento es que porque este es un elemento que tiene muy bajo transporte dentro de las plantas. En la mayoría de las especies, el boro se mueve casi exclusivamente en el xilema y a través de movimientos muy limitados- de corta distancia- de una célula a otra. En la mayoría de las especies, el boro no se mueve en el floema. Una consecuencia de esta limitación es que se debe proveer de boro en forma constante a las plantas todo el tiempo.
¿Se conoce alguna función real del boro?
P.H. Brown: En 1999 se definió por primera vez un rol definitivo del boro en las plantas. El boro ahora es conocido como un componente estructural de la pared celular y su ausencia se traducirá en que la planta no crecerá. En muchas especies esta inhibición es seguida por muerte de células pero no está claro todavía si esto es consecuencia de la inhibición del crecimiento celular o una indicación de que todavía hay que descubrir otras funciones de B. El boro es esencial en todos los procesos de crecimiento de las plantas: brotes, meristemas, etc. Y algo muy importante es que se ha demostrado que tiene un rol crítico en el crecimiento del tubo polínico en floración. Esto fue descubierto en enero del 2007 por un grupo de investigadores japoneses. La floración y todo el sistema reproductivo son muy sensibles a la disponibilidad de boro.
También da la impresión de que se sabe poco respecto a los mecanismos de extracción y de transporte del B dentro de las plantas. Mucha gente en el campo solo sigue el predicado de que el B es muy móvil en el suelo y que no se mueve dentro de la planta. ¿Existe alguna novedad al respecto?
P.H.Brown: Esta incertidumbre se debe a que ha faltado la metodología adecuada para medir la extracción de B en concentraciones fisiológicamente relevantes. Estudios recientes han demostrado las primeras mediciones de extracción de B por parte de las raíces y han aportado información definitiva sobre el proceso de extracción de B. En breve: cuando el B está en niveles que van desde suficiente a tóxicos en el suelo, el boro entra a las raíces por difusión junto con la extracción de agua. Cuando las cantidades de B son limitadas, creemos que las plantas deben tener un mecanismo que potencia la extracción de B. Este mecanismo requiere de energía y por lo tanto será restringido ya que reduce la fotosíntesis y también se verá afectado por bajas temperaturas en el suelo.
Una vez que el B está en la planta, su movimiento depende mucho de cada especie. De hecho, en muchas especies, la re-translocación de B de tejido en tejido es muy baja y esencialmente la única fuente de B es a través de extracción directa desde el suelo o aplicaciones foliares de un fertilizante B soluble. Por el contrario, hay varias especies en que el boro es altamente móvil y el transporte de tejido en tejido, de raíz a brote y de brote a raíz es extremadamente rápido. El mecanismo primario para el transporte de B dentro de la planta es que haya presencia de alcoholes azúcares (polioles) dentro del flujo de transporte.
Como consecuencia de estas diferencias en la movilidad de boro dentro de las plantas entre diferentes especies, muchas especies que producen polioles ( ej. durazno, manzano) son relativamente sensibles a la toxicidad de B debido a que el daño se produce en cultivos meristemáticos críticos.
¿Diría Usted que la deficiencia de B es un gran problema a nivel mundial, como las deficiencias de Fe y Zn, por ejemplo?
P.H. Brown: Yo creo que la deficiencia de B es mucho más común de lo que se cree. Esto se debe a lo rápido en que una deficiencia de B puede inhibir el crecimiento y también lo rápido en que el problema se puede solucionar aplicando fertilizantes en base a B. Como consecuencia, la deficiencia de B normalmente es transitoria, lo que hace muy difícil su identificación.
El rol del boro en floración y esa demanda muy específica por boro en la formación del tubo polínico significa que es muy probable que exista una deficiencia transitoria de boro durante ese momento tan específico y por esta razón creo que mantener una oferta constante de boro para la flor es algo muy importante en agricultura.
La naturaleza rápida y transitoria de la deficiencia de B hace que tenga efectos muy significativos en la productividad. En California, por ejemplo, se ha demostrado que periodos de exceso de frío, sequía o de humedad pueden inducir deficiencias de B. Todos estos factores inducen la deficiencia de B al reducir su transporte a la flor. Por esta razón, aplicar boro foliar inmediatamente antes de floración se ha transformado en un tratamiento profiláctico estándar en California en muchos frutales. Esta estrategia se utiliza porque es muy difícil prevenir la ocurrencia de la deficiencia y porque una vez que la deficiencia ocurre, los daños son muy altos.
ZINC: EL MAYOR MERCADO DE MICRONUTRIENTES EN CHILE Y EL MUNDO
El zinc es requerido en pequeñas pero críticas concentraciones que permiten el funcionamiento normal de muchos procesos fisiológicos de la planta. Estos procesos tienen roles muy importantes en la fotosíntesis y formación de azúcares, la síntesis de proteínas, fertilidad, producción de semillas, reguladores de crecimiento y la protección contra enfermedades. Frente a una deficiencia de zinc, estas funciones fisiológicas se ven afectadas y la salud y productividad de las plantas decae. Muchos investigadores concuerdan que entre las deficiencias de micronutrientes, la de zinc es la que mayor impacto adverso tiene en los rendimientos de los cultivos en el mundo.
Existen factores recurrentes que pueden explicar la deficiencia de zinc: suelos pobres en zinc (suelos arenosos ácidos propensos a la lixiviación), suelos calcáreos, suelos pobres en materia orgánica, climas fríos y/o semi-áridos. Hoy decenas de millones de hectáreas en el planeta reciben algún suplemento de zinc, lo que transforma a este elemento en el mayor mercado de micronutrientes del mundo.
Dos grandes tipos de fertilizantes de zinc
La historia de los fertilizantes de zinc se remonta a 1934 cuando el sulfato de zinc se recomendó para tratar el “gusano blanco” en maíz. Actualmente en los fertilizantes de zinc se utilizan dos tipos compuestos: orgánicos e inorgánicos. Estos varían considerablemente en su contenido de zinc y en el precio. Entre las fuentes inorgánicas, el sulfato de zinc es todavía la más usada en el mundo. Es esencialmente 100% soluble, de bajo costo y está disponible en forma cristalina y granular, pero esta última presenta mejor solubilidad. Otros fertilizantes de zinc disponibles en el mercado se obtienen como subproductos de producciones industriales como el nitrato de zinc ( ampliamente utilizado en Francia para corregir déficit en maíz) o el óxido de zinc (ZnO). Desafortunadamente, ZnO no es soluble en agua y no es un fertilizante efectivo en suelos alcalinos. Para preparar fertilizantes granulados a partir de ZnO se hace reaccionar con ácido sulfúrico para mejorar la solubilidad y promover la granulación. El producto final que se obtiene es una mezcla entre ZnO y sulfato de zinc (ZnSO4). Mientras más ácido se utilice para reaccionar con ZnO, se obtiene más ZnSO4 y mayor es la solubilidad de este producto. Los fertilizantes que son una mezcla entre ZnO y ZnSO4 se denominan oxisulfatos de zinc y la mayoría de los expertos opinan que deben ser solubles en al menos un 50% para lograr efectividad agronómica.
Otro tipo de complejo inorgánico que se utiliza como fuente de zinc es una solución de sulfato de zinc amoniacal (10% Zn con 10-15% N y 5% S), normalmente combinada con polifosfato de amonio como un fertilizante de inicio de temporada en maíz ( aplicado a la banda).
 Los compuestos orgánicos, en particular los quelatos sintéticos han ido ganando terreno. En el caso del zinc, EDTA es una de las fuentes más utilizadas.
Finalmente los complejos orgánicos naturales, que se fabrican principalmente al reaccionar sales de zinc con subproductos orgánicos como la pulpa de la fabricación de papel (LPCA, lignosulfonatos y poliflavonoides) han incrementado su presencia en el mercado, aunque su participación sigue siendo marginal. Tiene la ventaja de que son más económicos que los quelatos sintéticos pero normalmente son menos estables y su uso se restringe a las aplicaciones foliares.
¿Existe alguna diferencia entre las fuentes de zinc?
Se han realizado muchos ensayos y estudios en el mundo que comparan las distintas fuentes inorgánicas de zinc entre ellas y también se comparan las fuentes inorgánicas (principalmente sulfato de zinc) con las fuentes orgánicas (principalmente zinc EDTA). Algunos resultados se contradicen entre sí, pero se acepta a nivel general que para aplicaciones al suelo –lejos el método más utilizado- en suelos calcáreos, los quelatos son más eficientes que el sulfato de zinc, el que a su vez es más eficiente que otros compuestos orgánicos como los lignosulfonatos y poliflavonoides. En resumen, Zn-EDTA es considerado 4 a 5 veces más eficiente que el sulfato de zinc en ensayos en invernadero ( 2 a 3 veces más eficientes en ensayos al aire libre), pero al mismo tiempo es entre 5 y 10 veces más caro. Basado en esto nos podemos preguntar: ¿ Por qué entonces no usamos solamente Sulfato de zinc en todos los cultivos? Existen varias razones que explican por qué se han masificado tanto las otras alternativas: por ejemplo, el zinc no es muy móvil en el suelo, lo que obliga a cambiarse a aplicaciones foliares en algunos cultivos ( por ejemplo en frutales), un método en el que los quelatos son superiores. No tanto en cuanto a la penetración a la hoja, sino que en el transporte de zinc dentro de la planta, en la facilidad de mezclado, baja fototoxicidad y menores quemaduras de hojas.
Sobre este mismo punto, el Profesor Brian Alloway, máxima autoridad mundial en nutrición con zinc señala: “Existen distintas formas disponibles de zinc para las aplicaciones foliares y al suelo. Las investigaciones nos han demostrado que el porcentaje de zinc soluble contenido en el producto es el principal factor que determina su efectividad en las aplicaciones al suelo. Respecto a los tratamientos foliares, la solubilidad y la absorción a través de la cutícula deben balancearse con el daño que el producto pueda provocar en la superficie de la hoja debido al exceso de iones de zinc. Por lo tanto, pese a que los óxidos de zinc no son tan solubles como el zinc EDTA o el sulfato de zinc, su efectividad se debe a que no provoca quemaduras en las hojas. Es probable que al óxido de zinc se le incorporen otros productos que mejoren la penetración a través de la cutícula. Cuando se utiliza sulfato de zinc en las aplicaciones foliares, normalmente se neutraliza con hidróxido de calcio para minimizar la quemadura de las hojas. Los quelatos de zinc EDTA son muy efectivos en las aplicaciones foliares y es improbable que produzcan quemaduras, pero son mucho más caros que el sulfato y el óxido de zinc”.
* En este artículo hemos utilizado información proveniente de varias fuentes, entre ellas ediciones anteriores de las revistas Redagrícola, Chileriego y New Ag International. Visite: www.newaginternational.com
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