NUTRICIÓN MINERAL DE LAS PLANTAS Profa. Dayana Pérez Semestre II-2009 Mayo de 2010 ETAPA IV

Nutrimentos esenciales para la plantas: Movilidad y función metabólica Mecanismos para incrementar la absorción de nutrimentos por las plantas

COMPOSICIÓN DE LA MATERIA SECA VEGETAL

ALGUNOS MÉTODOS DE CULTIVO USADOS EN NUTRICIÓN MINERAL

CLASIFICACIÓN DE LOS NUTRIMENTOS

CRITERIOS DE ESENCIALIDAD DE NUTRIMENTOS La planta no completa su ciclo de vida Debe formar parte de cualquier molécula o constituyente de la planta Aparición de síntomas de deficiencia ELEMENTO ESENCIAL Ni la presencia ni la concentración son criterios de esencialidad.

Clasificación de los elementos esenciales Macronutrientes esenciales: C, O, H N, P, K, S. Ca y Mg Micronutrientes esenciales: Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl y Ni.

Clasificación de los elementos esenciales MACRONUTRIENTESMICRONUTRIENTES MetálicosNo metálicosMetálicosNo metálicos

Mo; Ni; Cu; Zn; Mn; B; Fe; Cl < 100 mg/kg M.S. S; P; Mg; Ca; K; N; O; C; H> 1000 mg/kg M.S. ELEMENTOS TRAZA, OLIGOELEMENTOS, MICRONUTRIMENTOS: MACRONUTRIMENTOS:

Elementos minerales clasificados según su movilidad dentro de la planta MÓVIL Nitrógeno Potasio Magnesio Fósforo Cloro Sodio Zinc Molibdeno NO MÓVIL Calcio Azufre Hierro Boro Cobre Si es móvil, síntomas de deficiencia aparecer en hojas más viejas. Si es inmóvil, la deficiencia se observará en las hojas más jóvenes.

Clasificación por su función Grupo 1. : Constituyentes de compuestos orgánicos: N y S Acumulación de energía o integridad estructural: P, B, Si Grupo 2. Grupo 3. : Se mantienen en su forma iónica - cofactores: K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl Grupo 4. : Involucrados en transferencia de electrones: Fe, Cu, Zn, Mo, Ni

FUNCIONES DE LOS ELEMENTOS ESENCIALES

NITRÓGENO Forma de absorción Movilidad Función metabólica NO 3 - NH 4 + Alta Componente integral de cada proteína, esencial para todo proceso enzimático; forma parte de ácidos nucleicos, nicotinamida adenina dinucleótidos, porfirina, clorofila y otros pigmentos, coenzimas y varios productos metabólicos secundarios Síntomas de deficiencia: – Reducción en crecimiento de área foliar – Clorosis uniforme de hojas adultas, caída antes de ser necróticas.

NITRÓGENO Amarillamiento desde la punta hacia la base de las hojas en forma de V; secamiento que comienza en la punta de las hojas más viejas y va progresando a lo largo de la nervadura principal; necrosis seguida de desprendimiento de tejido; tallos finos.

Forma de absorción Movilidad Función metabólica H 2 PO 4 - HPO 4 2 Alta Componentes de ácidos nucleicos y fosfolípidos en las células. Como fosfato libre o como compuesto orgánico Metabolismo energético (ATP, NADPH) Moléculas y estructuras celularesFÓSFORO

Coloración verde oscuro de las hojas más viejas seguida de colores rojos a morados (tallos inclusive) en las puntas y márgenes. Producción excesiva antocianinas. FÓSFORO

FÓSFORO Enanismo, colores verdes intensos y pobre desarrollo radicular. Maduración retrasada (frutos y semillas)

POTASIO Función y presencia en planta: Móvil, presentes en tejidos meristemáticos, células guardianas en estomas. Catión mas abundante en vacuola y citoplasma. Papel clave en apertura y cierre estomático. Mantenimiento del pH en citoplasma Rol en síntesis de celulosa y lignina.

Clorosis en la punta y márgenes de las hojas más viejas seguida por secamiento, necrosis y desprendimiento del tejido. Los tallos presentan los entrenudos más cortos.

Papa Palma Tejidos con paredes celulares más débiles. Necrosis de bordes y puntas de hoja.

Forma de absorción Movilidad Función metabólica SO 4 2- Baja Esencial para la síntesis de aminoácidos y vitaminas (biotina, tiamina y coenzima A). Los grupos sulfidrilos (-SH) son a menudo parte de los grupos activos en las moléculas de proteínas. Compuesto esencial para la respiración y la síntesis y degradación de ácidos grasos. AZUFRE

AZUFRE Las hojas nuevas y recién formadas presentan un color amarillo pálido o verde suave.

Al comienzo, las hojas más viejas presentan un amarillamiento en los márgenes y luego entre las nervaduras, dando el aspecto de estrías llamado comúnmente clorosis internerval. Mg 2+ Móvil, componente integral de la molécula de clorofila así como de varias proteínas de la planta. Activador enzimático. MAGNESIO

CALCIO Ca 2+ Inmóvil, enlaza fosfolípidos de la membrana, funcionamiento de la membrana, activador enzimático. Las puntas de las hojas más nuevas presentan un aspecto brillante y cuando se secan tienden a unirse unas con otras. Las hojas superiores presentan una sucesión de amarillamiento, secamiento, necrosis, y desprendimiento de tejido en los márgenes de las hojas y clorosis internerval, en forma de cintas largas, y muerte del ápice de crecimiento.

Las deficiencias de Ca son más frecuentes en los suelos ácidos, la deficiencia en este elemento va acompañada por niveles tóxicos de Al. CALCIO

HIERRO Forma de absorción Movilidad Función metabólica Fe 2+ Fe 3+ Baja Es esencial en la síntesis de clorofila, proteínas activas en las reacciones de oxidación- reducción y la porfirina protéica. Sirve como transportador de electones en la fotofosforilación y en la fijación de N

HIERRO Clorosis internerval en toda la extensión de la lámina foliar de las hojas jóvenes, permaneciendo verdes las nervaduras.

Clorosis internerval en las hojas más nuevas, cambiando la clorosis a cintas largas y blancas; el tejido del área con el síntoma puede morir y desprenderse. Mn 2+. Inmóvil, activador enzimático, síntesis de proteínas. MANGANESO

MANGANESO

MANGANESO

Cintas blancuzcas a amarillentas entre la nervadura principal y el borde de las hojas más viejas; tallos con entrenudos cortos. Zn 2+ Inmóvil, biosíntesis del AIA, activador enzimático ZINC

Al inicio, cintas alargadas casi transparentes en las hojas nuevas, después pasan a ser de color blanco y, posteriormente, se secan. Los puntos de crecimiento mueren. Inmóvil, translocación de azúcares, síntesis de proteínas, formación de la semilla y la pared celular BORO

BORO

COBRE Forma de absorción Movilidad Función metabólica Cu 2+ Baja Es esencial para la actividad de varias enzimas, citocromos, y varias oxidoreductasas de la respiración y la fotosíntesis.

COBRE Amarillamiento de las hojas nuevas, las puntas se curvan y muestran necrosis. Los tallos son suaves y se doblan. Fajas cloróticas y lesiones necróticas de color café oscuro en las puntas de hojas nuevas

MOLIBDENO Forma de absorción Movilidad Función metabólica MoO 4 2- MoS 2 Baja Es parte de la enzima nitrato reductasa que reduce iones nitrato a nitritos. Forma parte del ABA

Pequeñas manchas blancas hacia la nervadura principal de la hoja y enrollamiento de la hoja a lo largo de la nervadura principal. MOLIBDENO

CLORO Forma de absorción Movilidad Función metabólica Cl - Alta Es necesario para el funcionamiento óptimo de los sistemas de evolución de O 2 en la Fotosíntesis. Principal ión inorgánico en el citoplasma y de esta manera está asociado con el K para mantener la turgencia de las células.

CLORO Las raíces reducen su longitud

Hoja sin deficiencia - P - K - N - Mg

Estrés hídrico Enfermedad Daño por herbicidas

ESPIGA NORMAL DEFICIENCIA DE FOSFORO DEFICIENCIA DE POTASIO DEFICIENCIA DE NITROGENO Fertilización y Fertilizantes Síntomas de deficiencias de macronutrientes

¿Cómo se estudian las necesidades nutricionales de las plantas? Deficiencias de distintos elementos pueden presentar síntomas muy similares o idénticos. Deficiencias de varios elementos pueden ocurrir simultaneamente y en distintos tejidos. Deficiencias o excesos de un elemento pueden inducir deficiencia o acumulación de otro. Algunos enfermedades virales producen síntomas similares a deficiencias nutricionales. Plantas creciendo en suelo:

¿Cómo se estudian las necesidades nutricionales de las plantas? Cultivo hidropónico: cultivo sin suelo o cultivo en solución

¿Cómo se estudian las necesidades nutricionales de las plantas? Técnica película de nutrimento A Cámara de recolección

Técnica de aeroponía En esta técnica, las plantas se cultivan con sus raíces suspendida en el aire mientras que se está pulverizando continuamente con una solución nutritiva. Requiere mayores niveles de nutrientes que el cultivo hidropónico. Cámara de nebulización de nutrientes Solución de nutrientes

Concentración crítica Concentración de nutriente en el tejido vegetal con la cual se logra óptimo crecimiento. Por debajo de la concentración crítica ocurren trastornos nutricionales, y se manifiestan síntomas de deficiencia. FERTILIZAR

Gráfica del crecimiento como función de la concentración de un nutriente en el tejido vegetal

Síntomas de deficiencia en fresa

Mecanismos para incrementar la absorción de nutrimentos por la planta

Micorrizas Asociación simbiótica (estrecha) y mutualista (mutualmente benéfica) entre un hongo no patógeno o poco patógeno y células vivas de la raíz, sobre todo las células epidérmicas. Los hongos reciben nutrimentos orgánicos de la planta a la vez que mejoran la absorción de agua y minerales por la raíz. Las hifas del hongo asumen las funciones absorbentes de los pelos radicales. Las micorrizas son capaces de absorber y transportar fósforo, zinc, manganeso y cobre, todos nutrientes esenciales

Ectomicorrizas: Hifas forman un manto tanto fuera como dentro de la raíz, en los espacios intercelulares hacia las células. Endomicorrizas: Las hifas de las endomicorrizas penetran las células del córtex de la raíz, sin romper el plasmalema o el tonoplasto.. Forman unas estructuras llamadas arbúsculos o protuberancias llamadas vesículas, que quedan revestidas por la membrana plasmática Arbusculares

Nódulos Asociación entre raíces de leguminosas y bacterias del género Rhizobium para la fijación de nitrógeno. Las plantas superiores no pueden utilizar directamente el nitrógeno atmosférico, estas bacterias fijan y transfiere a las raíces de plantas. Ensortijamiento de los pelos radicales, activación de la mitosis en las células corticales y la formación de excrecencias distintivas (nódulos) en el sistema radical.