Nutrientes Esenciales en Suelos y Plantas: Calcio, Magnesio, Nitrógeno, Fósforo y Potasio

Importancia del Calcio en Suelos y Plantas

El calcio (Ca) es un nutriente esencial tanto para el suelo como para las plantas. En suelos ácidos, su concentración es de aproximadamente 3,6%, mientras que en la litosfera es significativamente mayor.

Destino del Calcio Aplicado como Correctivo

Permanece en la solución del suelo en forma catiónica.
Es retenido en forma intercambiable.
Es absorbido por las plantas.
Se pierde por percolación y erosión.

Formas de Calcio en el Suelo

Minerales primarios: Silicatos como la Anortita.
Minerales secundarios: Carbonato de calcio, sulfato de calcio (yeso).
Calcio soluble: Asociado a la materia orgánica (MO).

Funciones del Calcio en la Planta

Componente principal del pentato de calcio, constituyente de la pared celular.
Indispensable para la reproducción celular (mitosis). Un bajo contenido de calcio provoca un proceso reproductivo anormal.
Mayor contenido en hojas que en frutos y semillas.
Esencial para el desarrollo radicular.

Síntomas de Deficiencia de Calcio

Desarrollo deficiente de raíces, hojas y tallos.
Raíces cortas, oscuras y con extremidades muertas.
Hojas con clorosis en los márgenes de las partes jóvenes, progresando a necrosis.
Torsiones en las extremidades de las hojas.
Efectos enmascarados por toxicidad de Al⁺³ y Mn⁺².

El Encalado: Aplicación y Beneficios

Formas de Realizar el Encalado

Distribución al voleo (manual o mecánica) sobre el terreno, previa trituración del abono verde.
Incorporación con arado profundo (20-30 cm).
Aplicación de una segunda dosis (si es superior a 5 Tn/ha).
Incorporación con rastras.

Nota: La aplicación sin incorporar no es recomendable, excepto en pasturas y cultivos perennes ya establecidos. En estos casos, se recomienda aplicar en surcos o bandas laterales.

Beneficios del Encalado

Evita la toxicidad de Al⁺³ y Mn⁺² por insolubilización.
Aumenta la disponibilidad de varios nutrientes.
Facilita y acelera la descomposición de la materia orgánica.
Incrementa la actividad microbiana del suelo.
Permite la acción eficiente de los fertilizantes químicos.
Mejora las propiedades físicas del suelo (floculación coloidal).
Actúa como fuente nutricional de Ca y Mg.

Magnesio: Funciones, Deficiencia y Disponibilidad

El magnesio (Mg) es un nutriente cuya presencia es comparable a la del fósforo (P) y el calcio (Ca). Su deficiencia es común en cultivos como algodón, tomate, café, pasturas y cítricos, especialmente en suelos arenosos de baja fertilidad.

Funciones del Magnesio en la Planta

Componente esencial de la clorofila.
Indispensable en el proceso de fotosíntesis.
Activador de enzimas relacionadas con el metabolismo de carbohidratos, ácidos nucleicos y síntesis de proteínas.

Síntomas de Deficiencia de Magnesio

Clorosis intervenal en hojas y márgenes.
Baja tendencia a la necrosis.
En deficiencia extrema: fragmentaciones, coloración rojiza (antocianina), necrosis y caída de hojas.

Formas de Magnesio en el Suelo

Minerales primarios: Silicatos como horblenda, augita, olivina, talco, clorita, biolita y serpentina (la más importante por su fácil liberación).
Minerales secundarios: Carbonatos y sulfatos como dolomita, magnesita y epsomita (en zonas de baja precipitación).
Magnesio intercambiable y soluble.
Magnesio asociado a la materia orgánica.

Disponibilidad del Magnesio

La disponibilidad del magnesio depende de:

Cantidad total del elemento en el suelo (nivel crítico: 0,60 cmol/kg).
Grado de saturación del complejo de cambio por Mg.
Tipo de arcilla dominante (disminuye en arcillas 2:1).
Relación Ca/Mg (una relación alta puede inducir deficiencia de Mg).

Adiciones de Magnesio al Suelo

Se puede realizar mediante fertilización programada con N-P₂O₅-K₂O. Algunas fuentes comunes incluyen:

Fertilizantes no magnesianos: Nitrato de calcio, hiperfosfato, cloruro de potasio, sulfato de potasio.
Fertilizantes magnesianos: Sulfato de magnesio y potasio (Suplomag), sulfato de magnesio, nitrato de magnesio, magnesita, dolomita.
Residuos orgánicos: Tortas de oleaginosas, estiércol, harina de huesos.

Pérdidas de Magnesio del Suelo

Las pérdidas de Mg varían entre 3 y 150 kg/ha y ocurren por:

Remoción por cosechas.
Lixiviación (depende de permeabilidad, CIC, contenido de Mg soluble/intercambiable, pH ácido).
Erosión (depende de topografía, textura superficial, manejo del suelo, régimen pluviométrico).

Nitrógeno: Importancia, Pérdidas y Ciclo

El nitrógeno (N) es un elemento crucial para las plantas. Constituye el 78% de la atmósfera, y en una hectárea puede haber hasta 242.000 toneladas. Es un nutriente móvil y esencial.

Funciones del Nitrógeno en la Planta

Forma aminoácidos (NH₄⁺ + compuestos de carbono).
Los aminoácidos se combinan para formar proteínas.
Componente de enzimas como la reductasa.
Presente en purinas, pirimidinas (nucleoproteínas), vitaminas, coenzimas y porfirinas (clorofila).

Síntomas de Deficiencia de Nitrógeno

Clorosis: Inicialmente en hojas viejas y adultas, extendiéndose a hojas jóvenes en casos severos.
Necrosis: En casos extremos de deficiencia aguda.
Antocianosis: Pigmentación rojiza asociada a la deficiencia de Mg y al antagonismo con el N.

Adquisición de Nitrógeno por el Suelo

Fijación no simbiótica por bacterias:

Aeróbicas: Azotobacter, Beijerinckia.
Anaeróbicas: Clostridium, Chromatium.

Condiciones Óptimas para la Mineralización del Nitrógeno

Temperatura: 25-30°C.
Humedad adecuada: 60-70% de la capacidad de campo.
pH adecuado.
Buena aireación (presencia de O₂).
Relación C/N máxima de 17/1.

Factores que Afectan la Fijación de Nitrógeno

Nutricionales
Ambientales

Nota: Aproximadamente 2/3 del N fijado se encuentra en la parte aérea de la planta y 1/3 en la raíz.

Pérdidas de Nitrógeno del Suelo

Remoción por cosechas.
Lixiviación y percolación.
Erosión.
Volatilización.

Nitrificación

Ocurre en dos fases:

Formación de nitritos por bacterias aeróbicas.
Oxidación de nitrito a nitrato por bacterias autótrofas aeróbicas.

Fósforo: Funciones, Deficiencia y Formas en el Suelo

El fósforo (P) es un nutriente limitante en la producción agrícola. Aproximadamente el 50% es orgánico y el 50% inorgánico.

Funciones del Fósforo en la Planta

Componente estructural de ácidos nucleicos, fosfolípidos, coenzimas y ATP (trifosfato de adenosina).
Esencial para la transferencia y almacenamiento de energía en el metabolismo de la planta.
Su deficiencia causa disminución del volumen de producción y baja calidad del producto.
Mayor almacenamiento en semillas y frutos, menor en hojas.

Síntomas de Deficiencia de Fósforo

Áreas necróticas en hojas, peciolos y frutos.
Poco desarrollo vegetativo.
Color verde oscuro anormal en áreas no necrosadas.
Coloración verde-azulada seguida de lila-rojizo (compuestos antociánicos).

Formas de Fósforo en el Suelo

El ortofosfato en el suelo puede ser:

Orgánico: El H⁺ está ligado a un compuesto orgánico formando ésteres.
Inorgánico: El ion H⁺ es sustituido por cationes metálicos.

Formas de Fijación del Fósforo

Precipitación.
Absorción.

Factores que Afectan la Fijación del Fósforo

Contenido de óxidos hidratados.
pH del suelo.
Humedad y tipo de arcilla.
Materia orgánica.

Potasio: Disponibilidad, Funciones y Formas en el Suelo

Disponibilidad del Potasio

La disponibilidad del potasio (K) depende de:

Tipo de arcilla.
Presencia de minerales primarios que contengan potasio.
Textura.
Capacidad de retención de agua.

Funciones del Potasio en la Planta

Activador de enzimas involucradas en fotosíntesis, respiración, síntesis de proteínas, azúcares y almidones.
Componente de zonas de alta actividad (tejido meristemático).
Indispensable para la formación y desarrollo del ápice.
Esencial para la síntesis de almidones y azúcares.

Síntomas de Deficiencia de Potasio

Clorosis en márgenes y extremidades de hojas adultas.
Poco desarrollo de la planta, con extremos cortos.

Formas de Potasio en el Suelo

Potasio en la red cristalina: Feldespatos, micas, micas arcillosas (90-98%).
Potasio fijado (1-10%).
Potasio intercambiable (1-8%).
Potasio soluble.

Factores que Afectan la Disponibilidad y Absorción del Potasio

Solución del suelo.
Minerales del suelo.
Materia orgánica.
Cantidad y capacidad reactiva del K⁺ en el suelo.
Movilidad.
pH.
Presencia de otros iones.

Pérdidas de Potasio del Suelo

Cosechas.
Erosión.
Lavado o lixiviación.

Factores a Considerar para la Fertilización Potásica

Suelo.
Cultivo.
Localización de la aplicación.
Prácticas culturales.

Azufre: Funciones, Deficiencia y Formas en el Suelo

El azufre (S) es un nutriente menos empleado en la fertilización, pero importante en cultivos como caña de azúcar, papa, algodón, cebolla, coliflor y tomate.

Funciones del Azufre en la Planta

Componente de proteínas (aminoácidos sulfatados: cistina, metionina).
Constituyente de grupos sulfhidrilo en enzimas y coenzimas.
Parte de vitaminas (biotina, tiamina, ácido pantoténico).
Importante en plantas Brassicaceae.

Síntomas de Deficiencia de Azufre

Clorosis: Similar a la deficiencia de nitrógeno, pero aparece primero en hojas nuevas y se extiende a las viejas.

Formas de Azufre en el Suelo

Mineral: Sulfuros y sulfatos (con calcio y bario en suelos alcalinos; con hierro y aluminio en suelos ácidos, en forma poco soluble).
Orgánico: 60-90% del azufre total. La materia orgánica es crucial.

Compuestos Orgánicos con Azufre

Aminoácidos: Cistina, cisteína, metionina, taurina.
Sulfatos orgánicos: Fenoles, ésteres, colinas.

Fuentes de Azufre en el Suelo

Descomposición microbiana.
Quema de residuos vegetales.

Factores que Afectan la Oxidación del Azufre

Humedad y aireación.
Temperatura del suelo.
Bacterias en el suelo.
Fijación del azufre en el suelo.
Fertilizantes azufrados.

Fisiología de la Nodulación

Plántula
Epidermis radicular
Nódulos

Relación C/N

Superior a 33/1: Inmovilización.
Entre 17/1 y 33/1: Equilibrio.
Inferior a 17/1: Mineralización.

Preguntas y Respuestas sobre Nutrientes del Suelo

A mayor temperatura (dentro de un límite), mayor absorción de K debido al aumento de la actividad metabólica de la raíz y la difusión. (Verdadero)
Los nutrientes catiónicos en la solución del suelo al momento de la siembra *no* son suficientes para el crecimiento completo de las plantas. (Falso)
El encalado aumenta la disponibilidad de molibdeno, fósforo y azufre. (Verdadero)
El yeso es recomendado para corregir la acidez en capas profundas del suelo. (Verdadero)
El fósforo aplicado es más disponible a pH 6,0-7,0, no a 7,5. (Falso)
La cal agrícola *no* disminuye el potasio en la solución del suelo. (Falso)
Las hojas nuevas *no* presentan coloración amarillo-verdosa en los primeros estadios de deficiencia de nitrógeno; son las hojas viejas. (Falso)
Mayor intensidad de luz causa menor eficiencia en el uso del agua. (Verdadero)
La pérdida de nitrógeno por volatilización (NH₃) ocurre en suelos con pH elevado, pero *no* se denomina inmovilización. (Falso)
Un contenido medio de potasio intercambiable + en solución *no* garantiza el crecimiento normal hasta la maduración. (Falso)
La proporción de Mg asociada a la materia orgánica es *menor* que la de K. (Falso)
En suelos arenosos y lluviosos hay poca cantidad de potasio debido a la lixiviación. (Verdadero)
La pérdida de potasio a capas profundas por acción del agua de lluvia se llama *lixiviación*, no translocación. (Falso)
El suelo se agota rápidamente de potasio con cultivos graníferos continuos. (Verdadero)
Suelos formados con *baja* pluviosidad tienen menor pH que los de zonas áridas. (Falso)
Las plantas absorben potasio en forma de K⁺. (Verdadero)
La mica *no* es la principal materia prima para fertilizantes potásicos. (Falso)
Los cultivos se desarrollan mejor en suelos con pH cercano a la neutralidad, no alto. (Falso)

Terminología

Sustancia que suministra nutrientes a los vegetales: Fertilizante.
Elemento químico esencial para el desarrollo vegetal: Nutriente
Movimiento de nutrientes a cortas distancias por concentración: Difusión.
Suelo con cantidades suficientes y balanceadas de nutrientes: Suelo fértil.
Cantidades balanceadas de nutrientes: Ley de la proporcionalidad de nutrientes.
Calcáreo con más del 11% de MgO: Dolomítica.
Conversión de nitrógeno de amida a amonio: Amonificación.
Materia prima para fertilizantes fosfóricos: Apatita
Producto que mejora características del suelo: Materia orgánica.
Elementos con síntomas de deficiencia en partes jóvenes: Elementos inmóviles.

Verdadero o Falso (Correcciones)

Las cosechas sucesivas facilitan la acidificación del suelo. (Verdadero)
El balance de nutrientes es un principio importante en fertilidad. (Verdadero)
El encalado mejora las propiedades físicas del suelo. (Verdadero)
El Mg es indispensable en la fotosíntesis. (Verdadero)
El N acompaña la distribución de la M.O. (Verdadero)
Altas tasas de M.O. son mineralizadas con C/N inferior a 17/1. (Verdadero)
La fijación de nutrientes transforma compuestos solubles en menos solubles. La definición dada corresponde a la fijación de P. (Falso)
El P es el elemento que más limita la producción. (Verdadero)
El K es activador de enzimas en la respiración. (Verdadero)
El principal proveedor de S es la M.O. (Verdadero)
Altos niveles de *Al*, no Fe, aparecen a pH ácido. (Falso)
El P es *inmóvil* en el suelo. (Falso)
La aplicación al voleo en cobertura es *menos* eficiente que la incorporación. (Falso)
La aplicación de P al voleo es *menos* eficiente que la incorporación. (Falso)
La aplicación de N al voleo es *menos* eficiente que la incorporación. (Falso)
La aplicación de K al voleo es *menos* eficiente que la incorporación. (Falso)
El tiempo de absorción del P vía fertilizante es de aproximadamente *60 días*. (Falso)
La inhibición de la absorción de un nutriente por otro es un efecto *antagónico*. (Falso)
Las deficiencias de Mg son comunes en zonas *tropicales*. (Falso)
El uso excesivo de fertilizantes químicos *empeora* el ambiente. (Falso)
El N es móvil y soluble en el suelo. (Verdadero)
Solo el *2%* del N está en forma inorgánica, y *no forma parte* de rocas. (Falso)
La fijación transforma compuestos solubles en menos solubles. (Verdadero)
La distorsión de nudos es síntoma de deficiencia de *zinc*. (Falso)
Hay *menor* disponibilidad de Mo y Cl a pH ácido. (Falso)
El Ca se origina de la *anortita*. (Falso)
El Ca es indispensable para el desarrollo de la *raíz*. (Falso)
La presencia de Mg es igual a la de P y la mitad de la de Ca. (Verdadero)
El Mg activa enzimas del metabolismo de *carbohidratos, ácidos nucleicos y proteínas*. (Falso)
La proporción de Mg en la M.O. es *menor* que la de K, y su comportamiento es *similar* al Ca. (Falso)
El Mg es retenido con *menor* energía que el Ca. (Falso)
El contenido de *Ca* es mayor en hojas que en frutos y tallos. (Falso)
Las pérdidas de Mg varían entre 3 y 150 kg/ha/año. (Verdadero)
Entre el *60 y 90%* del S proviene de la M.O. (Falso)
La aplicación de S *aumenta* los H⁺ y *disminuye* el pH. (Falso)
En suelos ácidos, el calcáreo dolomítico corrige la deficiencia de *Mg*. (Falso)
En suelos neutros/alcalinos, la deficiencia de *Mg* se corrige con sulfato de Mg. (Falso)
El nivel crítico de P es de *15 a 30 ppm*. (Falso)

Listados

Beneficios del encalado:

Facilita la descomposición de la M.O.
Aumenta la disponibilidad de nutrientes.
Incrementa la actividad microbiana.
Fuente de Ca y Mg.

Minerales que contienen K:

Se refiere a fertilizantes potásicos, no a minerales del suelo. Los fertilizantes potásicos comunes son:

Cloruro de potasio (KCl)
Sulfato de potasio (K₂SO₄)
Nitrato de potasio (KNO₃)

Destinos del Ca aplicado:

Solución del suelo (forma catiónica).
Retenido en forma intercambiable.
Absorbido por la planta.
Perdido por percolación y erosión.

Funciones del K en las plantas:

Activador de enzimas.
Crecimiento meristemático.
Síntesis de almidones y azúcares.
Desarrollo del ápice.

Formas de K en el suelo:

Potasio intercambiable.
Potasio fijado.
Potasio en la red cristalina.
Potasio soluble.