La nutrición de las plantas es fundamental para su desarrollo y crecimiento. El proceso de nutrición de las plantas consiste en que obtengan nutrientes a través de la absorción de sales minerales y agua. En biología, la asimilación es conocida como la combinación de dos procesos para suministrar nutrientes a las células. Las plantas interactúan constantemente con su entorno, lo que les permite obtener los recursos necesarios para su crecimiento y desarrollo.
Fotosíntesis: La Creación de Energía Vegetal
La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas convierten la luz solar en energía para producir su alimento. Es un conjunto de procesos dentro de las partes verdes de las plantas, en los que se produce energía en forma de azúcares y Oxígeno. Los procesos son influenciados por la luz del día.
La fotosíntesis es el nombre de la reacción compleja por medio de la que las plantas convierten la luz del sol en azúcares. En otras palabras, la planta toma Dióxido de Carbono del aire y agua de la tierra y los combina para formar carbohidratos (azúcar). Se libera Oxígeno como producto colateral. La fotosíntesis depende de la temperatura y la exposición a la luz solar, o sea que solo sucede durante el día.
Consejo: Siempre trata de maximizar la fotosíntesis - es clave para un buen crecimiento de las plantas.
Respiración: El Consumo de Energía para la Supervivencia
La respiración es un proceso fundamental para las plantas, a través del cual absorben oxígeno y liberan dióxido de carbono. Las plantas (como los humanos) queman azúcares y producen Dióxido de Carbono al respirar. Además de azúcares, la respiración requiere de agua y Oxígeno. A diferencia de la fotosíntesis, la respiración no necesita luz: sucede tanto de día como de noche. La respiración en las plantas es crucial para su supervivencia, ya que les permite obtener el oxígeno necesario para realizar procesos metabólicos esenciales. Las plantas absorben oxígeno a través de los estomas y lo utilizan en la cadena respiratoria para producir energía.
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Crecimiento de las Plantas
En pocas palabras, la diferencia entre fotosíntesis y respiración es el crecimiento. Si una planta puede producir más energía durante la fotosíntesis de la que consume durante la respiración, entonces va a crecer. El crecimiento es un incremento en la masa (materia seca). La relación se expresa como: Crecimiento = Fotosíntesis − Respiración.
Estructura de la Planta y Absorción de Nutrientes
El diseño de la planta es esencial para que ocurra el crecimiento y la asimilación de alimento.
El Papel de las Raíces
Las raíces de la planta absorben agua y nutrientes. Pero toma en cuenta que la absorción de agua y nutrientes sucede solo a través de las ramificaciones más jóvenes y activas. El sistema de raíces empuja el agua hacia arriba de la planta, drena sustancias de desecho y proporciona estabilidad en el suelo. Para lograr que tus plantas crezcan sanas y fuertes, es fundamental prestar atención al cuidado de las raíces y suelos. Una adecuada estructura del suelo es esencial para permitir un buen desarrollo de las raíces y la absorción de nutrientes. La correcta estructura del suelo facilita la penetración de agua y aire, promoviendo el crecimiento de las raíces.
Estimular el rejuvenecimiento continuo del sistema de raíces es clave, ya que el agua y los nutrientes solo llegan a la planta a través de las hebras de la raíz. Puedes impulsar el crecimiento de la raíz al aplicar fertilizantes altos en Fósforo. Solo usa fertilizantes totalmente solubles, ya que van a tener el mejor efecto en la planta además de ayudar a mantener los niveles de conductividad en los medios de cultivo.
Las Hojas: Clave para el Intercambio Gaseoso y la Evaporación
Las hojas contienen clorofila y cloroplastos, dos componentes importantes en la producción de azúcar durante la fotosíntesis. Las hojas intercambian gases a través de los estomas -consumo de CO2 menos producción de O2. También ocurre evaporación a través de las hojas. La evaporación es importante para ayudar a enfriar a la planta y es una fuerza que jala, permitiendo el transporte del agua y nutrientes dentro de la planta.
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Crear las mejores condiciones climáticas posibles alrededor de tus plantas es vital para minimizar la evaporación. Entre mayor sea la evaporación, mayor será la necesidad de riego, así que ten cuidado con las plantas que reciben luz solar directa o que les pega el viento seco desde el este. Entre menos sea la evaporación, mayor será la cantidad de energía que la planta podrá utilizar para crecer.
El Tallo
El tallo de la planta lleva agua y nutrientes, proporciona fuerza, crecimiento y división celular.
Asimilación de Nutrientes del Suelo
Los nutrientes del suelo vienen en tres categorías principales: macro, meso y micro elementos. Para que ocurra el crecimiento, tiene que haber un balance adecuado entre estas. Las plantas absorben nutrientes del suelo a través de sus raíces, tales como nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, y otros elementos esenciales para su nutrición. Las plantas absorben nutrientes en la forma de elementos nutritivos y solo los pueden absorber cuando están disueltos en agua.
El agua es el transportador esencial que juega un papel clave en la fotosíntesis y la nutrición de la planta. Sin agua, no puede haber crecimiento. Podríamos decir que el agua es el mineral más importante para las plantas. Tiene un rol esencial en la evaporación y transpiración: reduce la temperatura de las hojas, construyendo tallos y hojas fuertes al transportar nutrientes y minerales.
Ajusta la irrigación de acuerdo a las necesidades de agua de tu planta: Asegura niveles de humedad en macetas y contenedores y no los dejes secarse completamente, ya que las áreas hidrofóbicas pueden ser difíciles de permear, inhibiendo la capacidad de las plantas de absorber nutrientes y crecer. Un agente humectante puede ayudarte a superar problemas de gestión del agua y reducir tu frecuencia de riego.
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El Nitrógeno: Macronutriente Esencial
La asimilación del nitrógeno por las plantas es de lo más importante; solo el agua le adelanta en la escala de prioridades nutricionales de los vegetales. Por eso mismo, los compuestos nitrogenados son el componente principal de los fertilizantes convencionales. El nitrógeno es esencial para la correcta nutrición de la planta y, como consecuencia, para asegurar una producción adecuada a la demanda de la sociedad y la calidad de los vegetales y frutas que se producen. Por otro lado, un descontrol en el aporte de este elemento puede tener consecuencias negativas para el suelo.
El nitrógeno es el macronutriente más importante para la planta, el N de la fórmula NPK. Forma parte de las proteínas, creando la “masa” vegetal. Es indispensable para que aparezcan tallos, hojas y frutos, y también para que todo funcione correctamente. Si no hay suficiente, la planta comienza a perder tejidos y termina muriendo.
La mayoría de los compuestos presentes en las células vegetales contienen nitrógeno, tales como: aminoácidos, nucleósidos fosfatos, componentes de fosfolípidos y clorofila. El N es asimilado por la planta en forma de nitratos y amonio procedentes de la actividad biológica de los seres vivos. Existen unas bacterias que se encargan de fijar, es decir, convertir el N2 atmosférico en amonio que es asimilado directamente por la planta. Este proceso es complejo, por supuesto, y su eficiencia depende mucho de los microorganismos que residen en el suelo y cómo se asocian con el vegetal.
Relación de Elementos en el Tejido Vegetal
| Elemento | Relación en tejido vegetal |
|---|---|
| Molibdeno | 1 |
| Cobre | 100 |
| Manganeso | 1000 |
| Calcio | 100,000 |
| Nitrógeno | 1,000,000 |
Importancia de la Asimilación del Nitrógeno para la Seguridad Alimentaria
La calidad y asimilación del nitrógeno también afecta a los seres humanos, aunque no de manera directa, sino mediante la calidad de los alimentos. El N es una parte esencial de la formación de la planta, incluyendo sus proteínas, enzimas y compuestos secundarios. Estos elementos son los que determinan la calidad nutricional y organoléptica de la cosecha. Una falta adecuada de nitrógeno, o un exceso pernicioso, provocarán una calidad mucho menor en el cultivo. Esto se traducirá en alimentos de peor calidad, con déficits y supone, también, una menor producción del cultivo, lo cual atenta contra la seguridad alimentaria.
Consecuencias Medioambientales del Nitrógeno
Para asegurar el aporte necesario de nitrógeno, los fertilizantes químicos tradicionales utilizan sales de nitrato para alimentar a la planta. Sin embargo, al aportar tantas sales nitrogenadas al suelo, los mismos microorganismos que transforman este elemento, junto a otros, convierten parte del N en otras sales que no son asimilables por el cultivo, lo que se denomina mineralización o inmovilización. Los vegetales absorben solo los nutrientes disponibles en un área concreta alrededor de sus raíces. Además, necesitan de microorganismos especializados que le ayudan a asimilar estos nutrientes. Si estos no están presentes en el suelo, un cultivo no aprovecha adecuadamente la fertilización, lo que impulsa que vuelva a abonarse, contaminando aún más por una práctica poco eficiente. Esto empeora la calidad del suelo y, con ella, la calidad de los cultivos.
Un suelo saturado de nitrógeno provoca el crecimiento de otras plantas mejor adaptadas, como son las malas hierbas, con más capacidad de dispersión, o el secuestro de otros nutrientes. Esto provoca un crecimiento mediocre y un suelo insalubre para la planta, a la larga. Por otro lado, las sales nitrogenadas pueden ser arrastradas a los acuíferos y contaminar las aguas. Estas pueden sufrir una eutrofización (el crecimiento excesivo de organismos) que maten a otros habitantes del acuífero, así como contaminar corrientes y otras masas de agua, generando un importante impacto en el medioambiente.
En España, el consumo de fertilizantes convencionales nitrogenados supera el millón de toneladas métricas. En 2015, la FAO ya advertía que pronto se alcanzarían más de 200 millones de toneladas a nivel mundial. Y con este aviso, también se lanzaba el siguiente mensaje: “de un uso correcto del nitrógeno en la fertilización dependen la salud de las personas y de los suelos que cultivamos”.
Fertilización Biológica: Una Solución Sostenible
La solución a los problemas del nitrógeno es apostar por la biotecnología y los microorganismos capaces de aportar una fertilización nitrogenada biológica adecuada. Para asegurar un aporte adecuado de nitrógeno que vele por la correcta nutrición vegetal y una producción rentable sin contaminar el suelo hace falta afrontar la necesidad mediante la biotecnología. Tras un aumento masivo de la producción con fertilizantes convencionales, el mundo de la agricultura se ha dado cuenta de que necesitamos un cambio de paradigma que vele por la salud tanto humana como la del medio ambiente. Llegados a este punto se pone de manifiesto que en el modelo de fertilización convencional falta una pieza clave: la fertilización nitrogenada biológica.
Esto se refiere al papel de los microorganismos en la asimilación del nitrógeno. Su peso ha crecido de forma exponencial en los últimos años, en gran parte debido al conocimiento adquirido con el avance de la biotecnología. Gracias a esta disciplina, a día de hoy se tienen mucho más claras las relaciones entre las bacterias de los suelos y la nutrición vegetal. A la biotecnología también le debemos la mejora de estos microorganismos y su inclusión en productos fertilizantes.
Gracias a la selección biotecnológica, productos como Bulhnova, un potente biofertilizante, permiten que una serie de cepas de microorganismos especialmente escogidas alimenten a la planta de forma biológica. Estas proporcionan a la planta el N que necesitan, y ayudan a movilizar y asimilar el P y el K (las sales de fosfato y potasio) de los suelos por la acción de los mismos microorganismos, sin necesidad de un aporte extraordinario, lo que impide la contaminación por excesos. Cómo son organismos con miles de años de coevolución (evolución en connivencia con las plantas), son extremadamente eficientes a la hora de alimentar al cultivo.
Los estudios de campo con varios cultivos han demostrado que la fertilización nitrogenada biológica proporcionada por Bulhnova, puede sustituir parcial o completamente a la química convencional, manteniendo la producción. Añadido a eso, elimina la potencial contaminación producida por el exceso de nitratos y ayuda a la movilización de otras sales contaminantes.
Asimilación Foliar de Nutrientes
La fertilización foliar es una herramienta importante para el manejo sostenible y productivo de los cultivos, además de su importancia comercial en todo el mundo. El proceso de absorción de nutrientes en fertilización foliar y su uso por la planta incluye los procesos de adsorción en las hojas, penetración en la cutícula, absorción en las células metabólicamente activas de las hojas y finalmente son translocados hacia los órganos donde serán utilizados por la planta.
Las células epidérmicas de la mayoría de las superficies aéreas de la planta (por ejemplo, de frutas, hojas, flores, tallos) están cubiertas con una capa extra-celular, conocida como la cutícula, que es la interfaz entre los órganos de la planta y el medio ambiente. La cutícula protege órganos de la planta contra múltiples factores de estrés biótico y abiótico, y es crucial para minimizar la pérdida de agua. Esta protección se logra por las propiedades hidrofóbicas (Capacidad de repeler el agua) de la cutícula y la cera presente en ella.
Se han discutido varias vías de penetración de los nutrientes a través de la pared celular. Uno que es aceptado es la penetración a través de poros hidrofílicos (Atracción del agua) en la cutícula. Además de la cutícula, la epidermis de las plantas contiene células incluyendo tricomas y estomas que pueden influir en la absorción de nutrientes foliares. Por otro lado, la interacción de gota-hoja dependerá de las características físico-químicas de los productos aplicados de manera foliar y de la superficie de la planta (es decir, los efectos de rugosidad y composición química se combinan). El apoplasto (espacios intercelulares) de la hoja está ocupado por nutrientes, aire y agua.
La eficacia de aplicaciones foliares de nutrientes depende de que los elementos aplicados lleguen al simplasto y sean transportados a otros órganos de la planta, incluyendo frutas, granos, hojas jóvenes o flor. En relación a su movilidad en el floema, los nutrientes esenciales se han clasificado como altamente móviles (N, P, K, Mg, S, Cl, Ni), intermedios o poco móviles (Fe, Zn, Cu, B, Mo), e inmóviles (Ca, Mn). Por lo tanto, las aplicaciones foliares de elementos con una mayor movilidad son más propensos a inducir respuestas sistémicas en plantas, en contraste con el efecto local de los nutrientes inmóviles.
Esto implica que la eficiencia del fertilizante foliar a veces puede ser interpretada en términos de su beneficio a los procesos locales o totales en la planta y en relación con la movilidad de los nutrientes, que, entre otros factores, pueden verse afectadas por la especie vegetal, variedades u órganos de la planta. Mientras muchos de los aspectos relacionados con la movilidad de los nutrientes de aplicación foliar no están claros, el desarrollo de la hoja es claramente un factor importante que influye en la exportación e importación de nutrientes en hojas y otros órganos. Las hojas desarrollan su transición de órganos demandantes que son totalmente dependientes a órganos que exportan los nutrientes a otras partes de la planta.