Grupos de Nutrientes Esenciales

Las plantas requieren una variedad de nutrientes para su crecimiento y desarrollo. Estos nutrientes se pueden clasificar en diferentes grupos según su función:

Grupo 1

• N: Constituyente de aminoácidos y proteínas
• S: Cisteína, proteínas, metionina

Grupo 2

• P: ATP, azúcar-fosfato, ácidos nucleicos
• Si: Propiedades mecánicas de la pared celular
• B: Contribuyente a la elongación celular

Grupo 3

• K: Cofactor de más de 40 enzimas y turgencia
• Ca: Hidrólisis de ATP y fosfolípidos
• Mg: Constituyente de la molécula de clorofila
• Cl: Requerido en reacciones fotosintéticas
• Mn: Actividades enzimáticas
• Na: Sustituto del K en algunas funciones

Grupo 4

• Fe: Constituyente de citocromos en la fotosíntesis, fijación N2 y respiración
• Zn: Constituyente de alcohol deshidrogenasa y otras enzimas
• Cu: Componentes de algunas enzimas
• Ni: Constituyente de la ureasa
• Mo: Constituyente de la nitrogenasa, nitrato reductasa
• Se: Cofactor de la enzima glutatión peroxidasa

Macronutrientes y Micronutrientes

Los nutrientes se dividen en macronutrientes y micronutrientes según la cantidad que la planta necesita:

• MACRONUTRIENTES: N-P-K-S-Mg-Ca
• MICRONUTRIENTES: B-Fe-Mn-Zn-Mo-Cu-Cl

Relaciones Nutricionales

Es importante mantener un equilibrio adecuado entre los nutrientes. Por ejemplo, las relaciones K:Mg recomendadas son:

• Cultivos: No especificado
• Hortalizas y remolacha azucarera: 3:1
• Frutales y cultivos de invernadero: 2:1

Análisis de Suelo

El análisis de suelo es fundamental para determinar la disponibilidad de nutrientes y ajustar la fertilización. El proceso se divide en dos etapas:

En Terreno

1. Definir el sector de terreno (potrero, cuartel, etc.) que será analizado.
2. Tomar una o varias muestras representativas, según sea el área y/o forma del sector, utilizando procedimientos preestablecidos (sub-muestras).
3. Preparar la(s) muestra(s) para entregar al laboratorio, con información sobre comuna, predio, ubicación geográfica (GPS), cultivo y fertilización anterior, futuro cultivo, riego o secano.

En Laboratorio

1. Completar la preparación de la muestra: secado, molido, tamizado (2mm) y guardado para análisis.
2. Tratar una cantidad medida de muestra con soluciones químicas u otros procesos que disuelven una fracción de uno o varios nutrientes en la muestra.
3. Medir la cantidad del (los) nutriente(s) extraído(s) y expresarlo(s) por unidad de masa seca del suelo analizado.
4. Interpretar el resultado en términos de nivel de disponibilidad del (los) nutriente(s) en el terreno muestreado para el cultivo actual o futuro.

Demanda del nutriente: Cantidad de nutriente requerida para obtener el rendimiento alcanzable económico en un determinado agroecosistema (sistema clima-cultivo-suelo).

Suministro del nutriente: Cantidad del nutriente disponible en el suelo que es absorbida por el cultivo.

Eficiencia de la fertilización: Fracción de la dosis del nutriente aplicado que es recuperada por el cultivo. Parte del fertilizante puede perderse más allá de la profundidad alcanzada por las raíces en el perfil de suelo, como gas hacia la atmósfera o bien quedar retenido en forma no disponible en el suelo.

En Chile, a partir de la década del 80, se comienza a desarrollar un modelo de fertilización denominado el “Método del Balance” en el cual se establece básicamente que la dosis de nitrógeno, fósforo y potasio se relaciona con el balance entre la demanda nutricional del cultivo y el suministro de nutrientes del suelo.

Fuentes de Nutrientes

• Reservas naturales del suelo: Las arcillas y la materia orgánica.
• Fertilizantes minerales (intemperización de la roca): Macro y micronutrientes.
• El agua de riego: Gran cantidad de agua circula por las plantas aportando elementos como calcio, magnesio, potasio, nitratos, sulfatos y boro.
• Fuentes orgánicas: Descomposición y mineralización de residuos vegetales y animales del suelo.
• Precipitación: Especialmente nitrógeno. El agua de lluvia puede captar y llevar el nitrógeno atmosférico hacia la tierra e incorporarse al sistema suelo-planta.
• Microorganismos: Fijación biológica (nitrógeno), micorrizas (fósforo), reacciones óxido reductivas de los elementos.

Absorción de Nutrientes

• El agua del suelo y su contenido de nutrientes disueltos se denomina “solución de suelo”.
• Las raíces absorben sólo los nutrientes que están disueltos en el agua del suelo (solución del suelo).
• Se distinguen dos mecanismos de absorción de nutrientes:
  • Absorción Pasiva: la planta absorbe iones junto con absorber agua, sin utilizar energía.
  • Absorción Activa: mecanismo que selecciona y regula la absorción de iones contra membranas impermeables en las raíces, con gasto de energía.

Ciclo del Nitrógeno

El ciclo del nitrógeno es un proceso complejo que involucra varias etapas:

1. Etapa 1. N de residuos orgánicos, leguminosas, fijación no simbiótica, y atmosférico derivado de procesos industriales (N2 + O2 ó H2), combustión ó eléctricos, es agregado al suelo.
2. Etapa 2a. Aminización. El N orgánico es transformado a NH2 (aminas, aminoácidos).

N-Orgánico (proteínas) => R – NH2

Etapa 2b. Amonificación. El NH2 es transformado a NH4; parte es absorbido por plantas.

R – NH2 => NH4

Etapa 3. Nitrificación. La mayor parte del NH4 es transformado a NO3; el proceso requiere oxígeno del aire y libera hidrógeno a la solución, siendo acidificante. Etapa 4a. Absorción. Siendo el N un nutriente esencial, el NH4+ y NO3- son absorbidos por las plantas para su normal desarrollo y producción. Etapa 4b. Fijación. Arcillas expandibles, en particular mica y vermiculita, pueden fijar NH4+ entre las capas expandidas del mineral. La fijación puede ser revertida por acción de otros cationes de reemplazo, con características similares. Etapa 5. Lixiviación. Parte del NO3 es arrastrado por aguas de drenaje, pudiendo contaminar las napas subterráneas. Etapa 6. Denitrificación. En suelos sin O2 parte del NO3 es reducido a NO, N2O y N2, sucesivamente por microrganismos heterotróficos que requieren O2 para su metabolismo. Las formas reducidas son susceptibles de pérdida por volatilización. Etapa 7. Volatilización de NH3. En suelos alcalinos (+ OH-) el NH4, por pérdida de un H+ se puede transformar en NH3, que se puede perder por volatilización.

Acidez del Suelo

La acidez del suelo puede afectar la disponibilidad de nutrientes y el crecimiento de las plantas.

Problemas agronómicos derivados de la acidez del suelo

• Toxicidad de Aluminio Al+3
• Precipitación del P soluble como compuesto Fe/Al – P
• Aumento de la solubilidad de micronutrientes, con excepción del Mo.
• Disminución de la actividad de microorganismos que descomponen la materia orgánica y de los responsables de la transformación de NH4 a NO3
• Restricción de la actividad de microorganismos de fijación simbiótica de N.
• Deterioro de la estructura del suelo por falta de uniones – Ca – en arcillas.

Causas de la acidez del suelo

• Régimen pluviométrico
• Descomposición de la MO, que produce H+ y HCO3-
• Transformación de nutrientes, especialmente la nitrificación que libera H+.
• Lixiviación de cationes aumentando el H+ y Al3+ en solución.
• Hidrólisis del Al3+.
• Uso de fertilizantes nitrogenados aminiacales.
• Otras.