Los nutrientes esenciales para las plantas son elementos que las plantas necesitan para un crecimiento adecuado. Dieciséis elementos son considerados nutrientes esenciales para las plantas. Estos son carbono (C), oxígeno (O), hidrógeno (H), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg), azufre (S), hierro (Fe).
Procesos de absorción radicular
Las raíces de las plantas absorben nutrientes a través de dos procesos secuenciales distintos: primero, los nutrientes deben moverse desde el suelo hasta la superficie de las raíces; segundo, deben cruzar desde el exterior hacia el interior de las mismas. Sorprende a quienes no conocen la botánica que las raíces de las plantas no crecen en busca de nutrientes. En cambio, para que las raíces crezcan en el suelo, primero deben encontrar y absorber nutrientes cercanos para desarrollar nuevo tejido radicular.
Mecanismos de movimiento hacia la raíz
- Intercepción radicular: Las partículas del suelo, como arena, limo y arcilla, forman agregados de suelo unidos con humus, donde viven la mayoría de los nutrientes. Dado que las raíces solo contactan una cantidad muy limitada de la superficie total del suelo (alrededor del 1 al 2 por ciento), la intercepción radicular no es la explicación principal del movimiento de nutrientes.
- Flujo de masas por transpiración foliar: Las hojas de las plantas transpiran agua, creando una succión en la superficie de la raíz que arrastra la solución nutritiva del suelo hacia ella. Este proceso explica cómo la mayoría de los nutrientes (98 por ciento) se mueven desde el suelo hasta la superficie radicular.
- Difusión: Para algunos iones específicos, el mecanismo principal es la difusión. La concentración de nutrientes comienza muy alta alrededor de una banda de fertilizante, pero con el tiempo, los iones se mueven muy lentamente desde la zona concentrada hacia áreas de menor concentración.
- Quelatos: Los iones metálicos de micronutrientes (hierro, manganeso, cobre, zinc, cobalto y níquel) pueden moverse como resultado de la acción de los quelatos, los cuales actúan como un taxi para el nutriente.
El papel de la energía y la estructura radicular
El siguiente proceso, la absorción, es más complejo debido a la banda de Caspary. Esta banda es similar a una manga situada dentro de varias capas celulares; las células radiculares incrustadas en ella obligan a todos los iones a entrar directamente a través de estas células vivas. Dado que la concentración de iones dentro de la raíz es mayor que en el exterior, el transporte no ocurre por difusión, sino que requiere energía.
Para empujar los nutrientes hacia la raíz ante una concentración interna mayor, las células deben ejercer energía proveniente del ATP (adenosina trifosfato). Aparentemente, las células contienen en sus paredes una molécula especial (llamada transportador) con la capacidad de reconocer cada ion específico. Las plantas requieren oxígeno gaseoso para que las raíces permanezcan sanas, y una vez que los iones son empujados a través de la banda de Caspary, pasan al tejido del xilema para ser transportados hacia las hojas.
Clasificación y absorción de nutrientes
Los nutrientes esenciales se clasifican según la cantidad requerida por la planta:
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- Macronutrientes: Se requieren en cantidades relativamente grandes.
- Nutrientes secundarios: Se requieren en cantidades menores.
- Micronutrientes: Se requieren en cantidades muy pequeñas, lo cual no implica que sean menos importantes.
Las plantas absorben formas iónicas específicas de los nutrientes, tal como se detalla a continuación:
Tabla de formas iónicas y absorción
- Nitrógeno: Puede ser absorbido como anión (NO3-) o catión (NH4+).
- Carbono y Oxígeno: Absorbidos del aire a través de las hojas como dióxido de carbono (CO2).
- Elementos secundarios y micros: Incluyen calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), azufre (S), hierro (Fe), entre otros.
Interacciones entre nutrientes y eficiencia (NUE)
Las interacciones entre los nutrientes ocurren cuando un elemento influye en la absorción, disponibilidad o utilización de otro. Estas relaciones pueden ser sinérgicas o antagónicas.
Eficiencia en el uso de nutrientes (NUE): Se ve muy afectada por los componentes fisiológicos y genéticos. La fertilización sinérgica, que proporciona nutrientes complementarios, por lo general aumenta la NUE. Por ejemplo, la combinación de N con K permitirá rendimientos similares con menos fertilizante nitrogenado. Por el contrario, un exceso de un catión (como Zn2+ o Mg2+) puede inhibir la absorción de otro debido a que compiten por las mismas vías de transporte.
Es vital comprender que no todos los nutrientes presentes en el suelo están disponibles para las plantas, ya que las raíces solo pueden absorber nutrientes desde soluciones acuosas. Además, la disponibilidad de carbono, suministrada por distintas intensidades de luz, juega un papel crucial a la hora de que la planta asimile el nitrógeno, especialmente en forma amoniacal, donde la alta intensidad luminosa puede revertir efectos de toxicidad.
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