Ing. Agr. M. Sc. Manuel de J. Martínez Profesor Titular, FAUSAC

Presentación del tema: "Ing. Agr. M. Sc. Manuel de J. Martínez Profesor Titular, FAUSAC"— Transcripción de la presentación:

1 Ing. Agr. M. Sc. Manuel de J. Martínez Profesor Titular, FAUSAC
Nutrición Vegetal Ing. Agr. M. Sc. Manuel de J. Martínez Profesor Titular, FAUSAC

2 ¿Qué Necesitan las Plantas para Crecer?
Van Helmont, inicios de 1600s: Creció un árbol en 200# de suelo durante 5 años, dándole solamente agua. Después de los 5 años, determinó que todo estaba, faltando solamente 2 oz de suelo. Conclusión: agua es el único nutriente esencial para las plantas. Boyle, mediados de 1600s: Las plants contienen “sales, espíritus, tierra, y aceite”, los cuales él creía que eran derivados del agua. De acuerdo con van Helmont.

3 ¿Qué Necesitan las Plantas para Crecer?
John Woodward, 1700: Creció la “spearmint” en agua proveniente de diferentes fuentes (e.g. fresca, lodosa). Concluyó que “tierra”, no agua, era el principal nutriente de la vegetación. Jethro Tull, 1700: Creía que las raíces “comían” suelo. Justus von Liebig, inicios de 1800s: C en plantas viene de la atmósfera, H y O vienen del agua, los otros elementos del suelo.

4 De qué Están Hechas las Plantas?
Composición del vegetal Materia seca Materia seca 10 % Agua 90 % Elementos minerales 5 % C, H, O 95 %

5 Elementos Encontrados en las Plantas
Al menos 50 elementos químicos han sido encontrados en las plantas. Sin embargo, muchos no son necesarios para el crecimiento del vegetal. Hay 17 elementos químicos que son aparentemente requeridos por todas las plantas, y algunos más que son requeridos por algunas plantas. Las plantas son aproximadamente 90% agua y solamente 10% sólidos. De los sólidos, solamente cerca del 5-10% realmente viene del suelo.

6 Elementos Nutrientes Esenciales
Un elemento es esencial si funciona de alguna manera en el metabolismo de la planta. Especificamente, elementos esenciales son aquellos para los cuales: 1) es imposible para la planta completar su ciclo de vida sin ese elemento, 2) una deficiencia puede corregirse solamente si se suple este elemento, y 3) el elemento está directamente involucrado en la nutrición de la planta (y no en resolver una circunstancia ambiental).

7 Elementos Esenciales La definición anterior incluye 17 elementos requeridos por todas las plantas: "Macronutrientes": C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg "Micronutrientes": Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Cl, Ni Adicionales: Na, Si, V, Co

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9 Elementos Esenciales Organizados según su posición en la tabla periódica: No-metales: C, H, O, N, P, Cl, S, B Metales terrestres álkali y alkalinos: K, Mg, Ca Metales transicionales: Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Mo

10 Elementos Esenciales Para las Plantas
Símbolo Peso Formas Iónicas Concentración en Seco ELEMENTO Químico Atómico Absorbidas por Plantas ____ Aproximada_____ Macronutrientes Nitrógeno N NO3-, NH % Fósforo P PO43-, HPO42-, H2PO % Potassio K K % Magnesio Mg Mg % Azufre S SO % Calcio Ca Ca % Micronutrientes Hierro Fe Fe2+, Fe ppm Manganeso Mn Mn ppm Zinc Zn Zn ppm Cobre Cu Cu ppm Boro B BO32-, B4O ppm Molibdeno Mo MoO ppm Cloro Cl Cl ppm Esenciales Pero No Aplicados Carbono C CO % Hidrógeno H H2O % Oxígeno O O2, H2O % ________________________________________________________________ Los tejidos vegetales también contienen otros elementos (Na, Se, Co, Si, Rb, Sr, F, I) los que no son necesarios para el crecimiento y desarrollo normal.

11 Concentraciones Representativas de los Elementos en las Plantas
Concentración (ppm) C 450000 N 15000 K 10000 P 2000 Ca 5000 Mg Fe 100 Zn 20 Mo 0.1

12 Consumo de Nutrientes (kg/ha/año)

13 Funciones de los Nutrientes en las Plantas
C, H, O Principales componentes estructurales de las plantas N Amino ácidos, ácidos nucleicos, proteínas, clorofila P Fosfolípidos, transferencia de energía (ATP) K Regulación osmótica S Proteínas

14 Funciones de los Nutrientes en las Plantas
Ca cementación de las paredes celulares Mg clorofila Fe, Mn, activación enzimática, transporte electrones Cu, Zn B división celular Cl regulación osmótica Mo enzima nitrato reductasa

15 Funciones de los Nutrientes en las Plantas
Co esencial para la fijación del N Na esencial para la regulación osmótica de las halófitas V reacciones de oxido-reducción Si requerido por algunas gramíneas, rigidez de las paredes celulares Ni esencial para leguminosas, enzima ureasa

16 ¿Cómo entran los nutrientes a las plantas?

17 Sección transversal de la zona de maduración
Morfología de la Raíz Zona de Absorción más lenta de nutrientes Zona de Absorción más rápida de nutrientes Sección transversal de la zona de maduración

18 Entrada (Absorción) de Nutrientes a la Planta
Transporte Apoplásmico Transporte en el espacio “libre” de la raíz. Es un “camino sin salida” excepto en las partes mas jóvenes de la raíz. Transporte Simplásmico - involucra la entrada a través de la membrana plasmática: Transporte pasivo Transporte activo

19 DOS CELULAS ADYACENTES
Plasmodemos Membrana Plasmática Pared Celular DOS CELULAS ADYACENTES

20 Entrada (Absorción) de Nutrientes a la Planta
Movimiento a través de la raíz hacia el xilema Apoplásmico vs. Simplásmico Apoplásmico en la parte más jóven de la raíz Simplásmico en las partes jóvenes y maduras de la raíz Entrada al Simplasma (Simplasto) Los nutrientes deben cruzar el plasmalemma Activo vs. Pasivo Activo: Provisión de energía requerida Pasivo: No se requiere provisión de energía

21 Entrada (Absorción) de Nutrientes a la Planta

22 Estructura Celular

23 DOS CELULAS ADYACENTES
Plasmodemos Membrana Plasmática Pared Celular DOS CELULAS ADYACENTES

24 La Membrana Plasmática
Función: Controlar el paso de agua y solutos hacia adentro y hacia afuera de la célula Estructura: Doble capa de fosfolípidos --hidrofílica afuera, hidrofóbica adentro. Si está intacta es impermeable al agua y solutos Proteínas embebidas: “canales” y “transportadores” para el paso del agua y solutos. Bajo control metabólico.

25 La Membrana Plasmática
Canal de iones Transportador

26 carga ligeramente negativa -atrae cationes -repele aniones
Transporte pasivo “cuesta-abajo” Transporte activo “cuesta-arriba” Interior de la célula: carga ligeramente negativa -atrae cationes -repele aniones

27 Entrada (Absorción) de Nutrientes a la Planta
Definición: paso de los nutrientes iónicos o moléculas a través de la membrana plasmática. Luego los nutrientes absorbidos son entonces llevados al xilema para su redistribución hacia los “sumideros” a lo largo y ancho de la planta. Transporte activo (entrada): requiere provisión directa de energía (ATP) Transporte pasivo (entrada): no requiere de energía

28 Apoplásmico vs. Simplásmico
La mayoría de nutrientes pueden ser transportados apoplásmica y symplásmicamente, y pueden por lo tanto ser tomados a lo largo del eje de la raíz. Sin embargo, en muchas especies vegetales, Ca no es transportado simplásmicamente. Por lo tanto, solamente la parte más jóven del sistema radicular toma el Ca. Esto explica porque algunas plantas son especialmente susceptibles a la deficiencia de Ca.

29 Remobilización Remobilización es el movimiento de nutrientes de una parte de la planta hacia otra. Algunos nutrientes son móviles y otros son immóviles dentro de las plantas. Remobilización desde las hojas maduras hacia las áreas de nuevo crecimiento es esencial para la vida de la planta bajo condiciones de limitada disponibilidad de nutrientes (e.g suelos de áreas silvestres, suelos agrícolas pobremente fertilizados). La movilidad de nutrientes afecta donde las deficiencias de nutrientes son manifiestas.

30 Nitrógeno y maíz

31 Deficiencia de Ca

32 Deficiencia de N

33 Movilidad de los Nutrientes
La movilidad de un nutriente está a menudo relacionada con la función(es) del mismo en las plantas. Nutrientes Móviles : N, P, K, Mg, Cl Nutrientes Inmóviles: Ca, S, B, Fe, Mn, Cu, Mo, Zn

34 Deficiencias de Nutrientes
Síntomas de deficiencias nutricionales están a menudo relacionadas con la función de este nutriente en las plantas. Un “vaticinio racional" referente a que nutriente es responsable por una deficiencia en particular, puede ser hecho considerando lo siguiente: posición de la deficiencia en la planta (maduro, jóven) patrón de la deficiencia color de la deficiencia

35 Síntomas de Deficiencia
Magnesio Síntomas de Deficiencia Maíz Hojas más viejas Clorosis Intervenal

36 Síntomas de Deficiencia
Calcio Síntomas de Deficiencia Tomate Fruto “Pudrición peduncular”

37 Síntomas de Deficiencia
Nitrógeno Síntomas de Deficiencia Repollo Hojas más viejas Clorosis

38 Síntomas de Deficiencia
Hierro Síntomas de Deficiencia Algodón Hojas más jóvenes Clorosis intervenal

39 Síntomas de Deficiencia
Potasio Síntomas de Deficiencia Alfalfa Hojas más viejas Manchas, necrosis

40 Síntomas de Deficiencia ??
Salinidad, toxicidad por exceso de sodio Síntomas de Deficiencia ?? Uvas Todas las hojas Quemaduras marginales, necrosis