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Nutrientes de las plantas en el suelo

Diecisiete elementos o nutrientes son esenciales para el crecimiento y reproducción de las plantas. Son carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), azufre (S), calcio (Ca), magnesio (Mg), hierro (Fe), boro (B), manganeso (Mn), cobre (Cu), zinc (Zn), molibdeno (Mo), níquel (Ni) y cloro (Cl). [1] [2] [3] Los nutrientes necesarios para que las plantas completen su ciclo de vida se consideran nutrientes esenciales . Los nutrientes que mejoran el crecimiento de las plantas pero que no son necesarios para completar el ciclo de vida de la planta se consideran no esenciales, aunque se ha demostrado que algunos de ellos, como el silicio (Si), mejoran la disponibilidad de nutrientes, [4] de ahí el uso de maceraciones de ortiga y cola de caballo (ambas ricas en sílice) en la agricultura biodinámica . [5] Con excepción del carbono, el hidrógeno y el oxígeno, que son aportados por el dióxido de carbono y el agua, y el nitrógeno, que se obtiene a través de la fijación del nitrógeno , [3] los nutrientes se derivan originalmente del componente mineral del suelo. La Ley del Mínimo expresa que cuando la forma disponible de un nutriente no está en suficiente proporción en la solución del suelo, entonces otros nutrientes no pueden ser absorbidos en una proporción óptima por una planta. [6] Por lo tanto, una proporción particular de nutrientes de la solución del suelo es obligatoria para optimizar el crecimiento de la planta, un valor que puede diferir de las proporciones de nutrientes calculadas a partir de la composición de la planta. [7]

La absorción de nutrientes por parte de las plantas sólo puede tener lugar cuando están presentes en una forma disponible para ellas. En la mayoría de las situaciones, los nutrientes se absorben en forma iónica por difusión o absorción del agua del suelo. Aunque los minerales son el origen de la mayoría de los nutrientes, y la mayor parte de la mayoría de los elementos nutritivos del suelo se mantienen en forma cristalina dentro de los minerales primarios y secundarios, se erosionan demasiado lentamente para permitir un crecimiento rápido de las plantas. Por ejemplo, la aplicación de minerales finamente molidos, feldespato y apatita , al suelo rara vez proporciona las cantidades necesarias de potasio y fósforo a una tasa suficiente para un buen crecimiento de las plantas, ya que la mayoría de los nutrientes permanecen ligados a los cristales de esos minerales. [8]

Los nutrientes adsorbidos en las superficies de los coloides arcillosos y la materia orgánica del suelo proporcionan un reservorio más accesible de muchos nutrientes para las plantas (por ejemplo, K, Ca, Mg, P, Zn). A medida que las plantas absorben los nutrientes del agua del suelo, el depósito soluble se repone a partir del depósito de la superficie. La descomposición de la materia orgánica del suelo por microorganismos es otro mecanismo por el cual se repone el depósito soluble de nutrientes; esto es importante para el suministro de N, S, P y B disponibles para las plantas a partir del suelo. [9]

Gramo por gramo, la capacidad del humus para retener nutrientes y agua es mucho mayor que la de los minerales arcillosos, y la mayor parte de la capacidad de intercambio catiónico del suelo surge de los grupos carboxílicos cargados de la materia orgánica. [10] Sin embargo, a pesar de la gran capacidad del humus para retener agua una vez empapado, su alta hidrofobicidad disminuye su humectabilidad . [11] En general, pequeñas cantidades de humus pueden aumentar notablemente la capacidad del suelo para promover el crecimiento de las plantas. [12] [9]

Procesos de captación

Los nutrientes del suelo son absorbidos por la planta a través de sus raíces, en particular de sus pelos radiculares . Para que una planta los absorba, un elemento nutritivo debe estar ubicado cerca de la superficie de la raíz; sin embargo, el suministro de nutrientes en contacto con la raíz se agota rápidamente a una distancia de aproximadamente 2 mm. [14] Existen tres mecanismos básicos por los cuales los iones de nutrientes disueltos en la solución del suelo entran en contacto con las raíces de las plantas:

  1. Flujo de masa de agua
  2. Difusión dentro del agua
  3. Intercepción por crecimiento de raíces

Los tres mecanismos operan simultáneamente, pero un mecanismo u otro puede ser más importante para un nutriente en particular. [15] Por ejemplo, en el caso del calcio , que generalmente es abundante en la solución del suelo, excepto cuando el aluminio compite con el calcio en los sitios de intercambio de cationes en suelos muy ácidos (pH menor de 4), [16] el flujo de masa por sí solo generalmente puede llevar cantidades suficientes a la superficie de la raíz. Sin embargo, en el caso del fósforo , se necesita difusión para complementar el flujo de masa. [17] En su mayor parte, los iones de nutrientes deben recorrer cierta distancia en la solución del suelo para llegar a la superficie de la raíz. Este movimiento puede tener lugar por flujo de masa, como cuando los nutrientes disueltos son transportados junto con el agua del suelo que fluye hacia una raíz que está extrayendo activamente agua del suelo. En este tipo de movimiento, los iones de nutrientes son algo análogos a las hojas que flotan en un arroyo. Además, los iones de nutrientes se mueven continuamente por difusión desde áreas de mayor concentración hacia las áreas de menor concentración con menos nutrientes alrededor de la superficie de la raíz. Este proceso se debe al movimiento aleatorio, también llamado movimiento browniano , de las moléculas dentro de un gradiente de concentración decreciente. [18] De esta manera, las plantas pueden seguir absorbiendo nutrientes incluso por la noche, cuando el agua se absorbe lentamente en las raíces, ya que la transpiración casi se ha detenido después del cierre de los estomas . Finalmente, la intercepción de las raíces entra en juego, ya que las raíces crecen continuamente en suelo nuevo y no agotado. De esta manera, las raíces también pueden absorber nanomateriales como materia orgánica nanoparticulada . [19]

En la tabla anterior, los nutrientes de fósforo y potasio se mueven más por difusión que por flujo de masa en la solución acuosa del suelo, ya que son absorbidos rápidamente por las raíces, lo que crea una concentración casi nula cerca de las raíces (las plantas no pueden transpirar suficiente agua para atraer más de esos nutrientes cerca de las raíces). El gradiente de concentración muy pronunciado tiene mayor influencia en el movimiento de esos iones que el movimiento de aquellos por flujo de masa. [21] El movimiento por flujo de masa requiere la transpiración de agua de la planta, lo que hace que los iones de agua y solución también se muevan hacia las raíces. [22] El movimiento por intercepción de las raíces es más lento, ya que se produce al ritmo en que las plantas extienden sus raíces. [23]

Las plantas extraen iones de sus raíces en un esfuerzo por introducir nutrientes desde el suelo, un proceso de intercambio que ocurre en el apoplasto de la raíz . [24] El hidrógeno H + se intercambia por otros cationes, y los aniones carbonato (HCO 3 − ) e hidróxido (OH − ) se intercambian por aniones nutrientes. [25] A medida que las raíces de las plantas extraen nutrientes de la solución acuosa del suelo, estos se reponen a medida que otros iones se desplazan desde la arcilla y el humus (por intercambio iónico o desorción ), se añaden a partir de la erosión de los minerales del suelo y se liberan por la descomposición de la materia orgánica del suelo . Sin embargo, la velocidad a la que las raíces de las plantas extraen nutrientes puede no hacer frente a la velocidad a la que se reponen en la solución del suelo, lo que provoca una limitación de nutrientes para el crecimiento de las plantas. [26] Las plantas obtienen una gran proporción de sus nutrientes aniónicos de la materia orgánica en descomposición, que normalmente contiene alrededor del 95 por ciento del nitrógeno del suelo, entre el 5 y el 60 por ciento del fósforo del suelo y alrededor del 80 por ciento del azufre del suelo. En los lugares donde se producen cultivos, la reposición de nutrientes en el suelo generalmente debe aumentarse mediante la adición de fertilizantes o materia orgánica. [20]

Debido a que la absorción de nutrientes es un proceso metabólico activo, las condiciones que inhiben el metabolismo de las raíces también pueden inhibir la absorción de nutrientes. [27] Ejemplos de tales condiciones incluyen el encharcamiento o la compactación del suelo que resultan en una mala aireación del suelo , temperaturas del suelo excesivamente altas o bajas y condiciones sobre el suelo que resultan en una baja translocación de azúcares a las raíces de las plantas. [28]

Carbón

Medición de la respiración del suelo en el campo utilizando un sistema SRS2000.

Las plantas obtienen su carbono del dióxido de carbono atmosférico a través de la carboxilación fotosintética , a la que debe añadirse la absorción de carbono disuelto de la solución del suelo [29] y la transferencia de carbono a través de redes micorrízicas [30] . Alrededor del 45% de la masa seca de una planta es carbono; los residuos vegetales suelen tener una relación carbono-nitrógeno (C/N) de entre 13:1 y 100:1. A medida que el material orgánico del suelo es digerido por microorganismos y fauna saprófaga del suelo , la C/N disminuye a medida que el material carbonoso se metaboliza y el dióxido de carbono (CO 2 ) se libera como subproducto que luego encuentra su camino fuera del suelo y hacia la atmósfera. La renovación del nitrógeno (principalmente involucrada en la renovación de proteínas ) es menor que la del carbono (principalmente involucrada en la respiración ) en la materia viva, luego muerta de los descomponedores , que siempre son más ricos en nitrógeno que la hojarasca vegetal , y por lo tanto se acumula en el suelo. [31] La concentración normal de CO2 en la atmósfera es de 0,03%, lo que puede ser un factor limitante del crecimiento de las plantas. En un campo de maíz en un día tranquilo durante las condiciones de alta luz en la temporada de crecimiento, la concentración de CO2 cae muy bajo, pero bajo tales condiciones el cultivo podría utilizar hasta 20 veces la concentración normal. La respiración de CO2 por los microorganismos del suelo que descomponen la materia orgánica del suelo y el CO2 respirado por las raíces aportan una cantidad importante de CO2 a las plantas fotosintéticas , a la que debe añadirse el CO2 respirado por los tejidos vegetales sobre el suelo. [32] El CO2 respirado por las raíces puede acumularse durante la noche dentro de los tallos huecos de las plantas, para ser utilizado posteriormente para la fotosíntesis durante el día. [33] Dentro del suelo, la concentración de CO2 es de 10 a 100 veces la de los niveles atmosféricos, pero puede aumentar a niveles tóxicos si la porosidad del suelo es baja o si la difusión se ve impedida por inundaciones. [34] [1] [35]

Nitrógeno

Generalización del porcentaje de nitrógeno del suelo por orden de suelo

El nitrógeno es el elemento más crítico que las plantas obtienen del suelo, con la excepción de los bosques tropicales húmedos donde el fósforo es el nutriente limitante del suelo , [36] y la deficiencia de nitrógeno a menudo limita el crecimiento de las plantas. [37] Las plantas pueden usar el nitrógeno como catión amonio (NH 4 + ) o como anión nitrato (NO 3 − ). Las plantas se clasifican comúnmente como plantas de amonio o nitrato de acuerdo con su nutrición nitrogenada preferencial. [38] Por lo general, la mayor parte del nitrógeno en el suelo está ligado a compuestos orgánicos que forman la materia orgánica del suelo y debe mineralizarse a la forma de amonio o nitrato antes de que pueda ser absorbido por la mayoría de las plantas. Sin embargo, la simbiosis con hongos micorrízicos permite a las plantas acceder al depósito de nitrógeno orgánico donde y cuando las formas minerales de nitrógeno están poco disponibles. [39] El contenido total de nitrógeno depende en gran medida del contenido de materia orgánica del suelo, que a su vez depende de la textura , el clima , la vegetación, la topografía , la edad y el manejo del suelo . [40] El nitrógeno del suelo suele disminuir entre un 0,2 y un 0,3 % por cada aumento de temperatura de 10 °C. Por lo general, los suelos de pastizales contienen más nitrógeno que los suelos forestales, debido a una mayor tasa de renovación de la materia orgánica de los pastizales. [41] El cultivo disminuye el nitrógeno del suelo al exponer la materia orgánica del suelo a la descomposición por microorganismos, [42] la mayoría de las pérdidas se deben a la desnitrificación , [43] y los suelos sin labranza mantienen más nitrógeno que los suelos labrados. [44]

Algunos microorganismos son capaces de metabolizar materia orgánica y liberar amonio en un proceso llamado mineralización . Otros, llamados nitrificantes , toman amonio libre o nitrito como un paso intermedio en el proceso de nitrificación y lo oxidan a nitrato . Las bacterias fijadoras de nitrógeno son capaces de metabolizar N2 en forma de amoníaco o compuestos nitrogenados relacionados en un proceso llamado fijación de nitrógeno . Tanto el amonio como el nitrato pueden inmovilizarse mediante su incorporación a células vivas microbianas, donde se secuestran temporalmente en forma de aminoácidos y proteínas . El nitrato puede perderse del suelo a la atmósfera cuando las bacterias lo metabolizan a los gases NH3 , N2 y N2O , un proceso llamado desnitrificación . El nitrógeno también puede lixiviarse de la zona vadosa si está en forma de nitrato, actuando como contaminante si alcanza el nivel freático o fluye sobre la tierra , más especialmente en suelos agrícolas con un alto uso de fertilizantes nutritivos. [45] El amonio también puede ser secuestrado en minerales arcillosos 2:1 . [46] Una pequeña cantidad de nitrógeno se agrega al suelo por la lluvia , con la excepción de amplias áreas de América del Norte y Europa Occidental donde el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados y estiércol ha causado contaminación atmosférica por emisión de amoníaco, lo que provoca la acidificación del suelo y la eutrofización de los suelos y los ecosistemas acuáticos . [47] [48] [9] [49] [50] [51]

Ganancias

En el proceso de mineralización , los microbios se alimentan de materia orgánica, liberando amoniaco (NH 3 ), amonio (NH 4 + ), nitrato (NO 3 − ) y otros nutrientes. Mientras la relación carbono-nitrógeno (C/N) de los residuos frescos en el suelo sea superior a 30:1, el nitrógeno será escaso para la biomasa microbiana rica en nitrógeno ( deficiencia de nitrógeno ), y otras bacterias absorberán amonio y, en menor medida, nitrato y los incorporarán a sus células en el proceso de inmovilización . [52] En esa forma se dice que el nitrógeno está inmovilizado . Más tarde, cuando dichas bacterias mueren, también se mineralizan y parte del nitrógeno se libera como amonio y nitrato. La depredación de bacterias por la fauna del suelo, en particular protozoos y nematodos , juega un papel decisivo en el retorno del nitrógeno inmovilizado a formas minerales. [53] Si la relación C/N de los residuos frescos es inferior a 15, el nitrógeno mineral se libera al suelo y queda directamente disponible para las plantas. [54] Las bacterias pueden añadir en promedio 25 libras (11 kg) de nitrógeno por acre y, en un campo no fertilizado, esta es la fuente más importante de nitrógeno utilizable. En un suelo con un 5% de materia orgánica, tal vez entre el 2 y el 5% de esa cantidad se libera al suelo por dicha descomposición. Ocurre más rápidamente en suelos cálidos, húmedos y bien aireados. [55] La mineralización del 3% de la materia orgánica de un suelo que contiene un 4% de materia orgánica en total, liberaría 120 libras (54 kg) de nitrógeno en forma de amonio por acre. [56]

En la fijación de nitrógeno , las bacterias rhizobium convierten N2 en amoniaco (NH3 ) , que se convierte rápidamente en aminoácidos , partes de los cuales son utilizadas por los rhizobios para la síntesis de sus propias proteínas de biomasa, mientras que otras partes son transportadas al xilema de la planta huésped. [58] Los rhizobios comparten una relación simbiótica con las plantas huésped, ya que los rhizobios suministran al huésped nitrógeno y el huésped proporciona a los rhizobios otros nutrientes y un entorno seguro. Se estima que tales bacterias simbióticas en los nódulos de las raíces de las legumbres añaden de 45 a 250 libras de nitrógeno por acre por año, lo que puede ser suficiente para el cultivo. Otras bacterias diazótrofas fijadoras de nitrógeno de vida libre y arqueas viven de forma independiente en el suelo y liberan formas minerales de nitrógeno cuando sus cuerpos muertos se convierten por mineralización . [59]

Una cierta cantidad de nitrógeno atmosférico se transforma por los rayos en óxido nítrico gaseoso (NO) y dióxido de nitrógeno (NO 2 − ). [60] El dióxido de nitrógeno es soluble en agua para formar ácido nítrico (HNO 3 ) que se disocia en H + y NO 3 − . El amoníaco, NH 3 , previamente emitido desde el suelo, puede caer con la precipitación como ácido nítrico a una tasa de aproximadamente cinco libras de nitrógeno por acre por año. [61]

Secuestro

Cuando las bacterias se alimentan de formas solubles de nitrógeno (amonio y nitrato), secuestran temporalmente ese nitrógeno en sus cuerpos en un proceso llamado inmovilización . Más tarde, cuando esas bacterias mueren, su nitrógeno puede liberarse en forma de amonio mediante el proceso de mineralización, acelerado por la fauna depredadora. [62]

El material proteínico se descompone fácilmente, pero la velocidad de su descomposición se ralentiza por su unión a la estructura cristalina de la arcilla y cuando queda atrapado entre las capas de arcilla [63] o adherido a superficies de arcilla rugosas. [64] Las capas son lo suficientemente pequeñas como para que las bacterias no puedan entrar. [65] Algunos organismos exudan enzimas extracelulares que pueden actuar sobre las proteínas secuestradas. Sin embargo, esas enzimas también pueden quedar atrapadas en los cristales de arcilla, lo que da lugar a una interacción compleja entre proteínas, enzimas microbianas y superficies minerales. [66]

La fijación de amonio ocurre principalmente entre las capas de minerales arcillosos de tipo 2:1 como la ilita , la vermiculita o la montmorillonita , junto con iones de radio iónico similar y baja energía de hidratación como el potasio , pero una pequeña proporción de amonio también se fija en la fracción de limo . [67] Solo una pequeña fracción del nitrógeno del suelo se retiene de esta manera. [68]

Pérdidas

El nitrógeno utilizable puede perderse de los suelos cuando está en forma de nitrato , ya que se lixivia fácilmente , al contrario del amonio que se fija fácilmente. [69] Se producen más pérdidas de nitrógeno por desnitrificación , el proceso por el cual las bacterias del suelo convierten el nitrato (NO 3 − ) en gas nitrógeno, N 2 o N 2 O. Esto ocurre cuando la mala aireación del suelo limita el oxígeno libre, obligando a las bacterias a utilizar el oxígeno del nitrato para su proceso respiratorio. La desnitrificación aumenta cuando hay material orgánico oxidable disponible, como en la agricultura orgánica [69] y cuando los suelos son cálidos y ligeramente ácidos, como sucede actualmente en las zonas tropicales. [70] La desnitrificación puede variar en todo el suelo ya que la aireación varía de un lugar a otro. [71] La desnitrificación puede causar la pérdida de entre el 10 y el 20 por ciento de los nitratos disponibles en un día y, cuando las condiciones son favorables a ese proceso, pueden producirse pérdidas de hasta el 60 por ciento del nitrato aplicado como fertilizante. [72]

La volatilización del amoniaco ocurre cuando el amonio reacciona químicamente con un suelo alcalino , convirtiendo NH 4 + en NH 3 . [73] La aplicación de fertilizante de amonio en un campo de este tipo puede resultar en pérdidas por volatilización de hasta un 30 por ciento. [74]

Todo tipo de pérdidas de nitrógeno, ya sea por lixiviación o volatilización, son responsables de gran parte de la contaminación de los acuíferos [75] y de la contaminación del aire , con efectos concomitantes sobre la acidificación del suelo y la eutrofización [76] , una nueva combinación de amenazas ambientales (acidez y exceso de nitrógeno) a las que los organismos existentes están mal adaptados, causando graves pérdidas de biodiversidad en los ecosistemas naturales. [77]

Fósforo

Después del nitrógeno, el fósforo es probablemente el elemento con mayor probabilidad de ser deficiente en los suelos, aunque a menudo resulta ser el más deficiente en suelos tropicales donde el acervo mineral se agota bajo una intensa lixiviación y meteorización mineral mientras que, a diferencia del nitrógeno, las reservas de fósforo no pueden reponerse de otras fuentes. [78] El mineral del suelo apatita es la fuente mineral más común de fósforo, de la cual puede ser extraído por exudados microbianos y radiculares, [79] [80] con una importante contribución de hongos micorrízicos arbusculares . [81] La forma más común de fosfato orgánico es el fitato , la principal forma de almacenamiento de fósforo en muchos tejidos vegetales. Si bien hay en promedio 1000 lb por acre (1120 kg por hectárea) de fósforo en el suelo, generalmente está en forma de ortofosfato con baja solubilidad, excepto cuando está ligado a amonio o calcio, de ahí el uso de fosfato diamónico o fosfato monocálcico como fertilizantes. [82] El fósforo total representa aproximadamente el 0,1 por ciento del peso del suelo, pero sólo el 1 por ciento de ese fósforo está directamente disponible para las plantas. De la parte disponible, más de la mitad proviene de la mineralización de la materia orgánica. Es posible que sea necesario fertilizar los campos agrícolas para compensar el fósforo que se ha eliminado en el cultivo. [83]

Cuando el fósforo forma iones solubilizados de H 2 PO 4 − , si no son absorbidos por las raíces de las plantas, estos iones forman rápidamente fosfatos de calcio insolubles u óxidos hidratados de hierro y aluminio. El fósforo es en gran parte inmóvil en el suelo y no se lixivia, sino que se acumula en la capa superficial si no se cultiva. La aplicación de fertilizantes solubles a los suelos puede provocar deficiencias de zinc a medida que se forman fosfatos de zinc , pero los niveles de pH del suelo, que dependen en parte de la forma del fósforo en el fertilizante, interactúan fuertemente con este efecto, lo que en algunos casos resulta en una mayor disponibilidad de zinc. [84] La falta de fósforo puede interferir con la apertura normal de los estomas de las hojas de las plantas , lo que reduce la conductancia estomática y da como resultado una disminución de las tasas de fotosíntesis y respiración [85], mientras que la disminución de la transpiración aumenta la temperatura de la planta. [86] El fósforo está más disponible cuando el pH del suelo es de 6,5 en suelos minerales y de 5,5 en suelos orgánicos. [74]

Potasio

La cantidad de potasio en un suelo puede ser de hasta 80.000 lb por acre-pie, de los cuales sólo 150 lb están disponibles para el crecimiento de las plantas. Las fuentes minerales comunes de potasio son la mica biotita y el feldespato potásico , KAlSi3O8 . Las bacterias de la rizosfera , también llamadas rizobacterias , contribuyen a su solubilización mediante la producción de ácidos orgánicos . [87] Cuando se solubiliza, la mitad se mantendrá como cationes intercambiables en arcilla, mientras que la otra mitad estará en la solución acuosa del suelo. La fijación de potasio a menudo ocurre cuando los suelos se secan y el potasio se une entre capas de minerales arcillosos expansivos 2:1 como la ilita , la vermiculita o la montmorillonita . [88] Bajo ciertas condiciones, dependiendo de la textura del suelo, la intensidad del secado y la cantidad inicial de potasio intercambiable, el porcentaje fijado puede ser de hasta el 90 por ciento en diez minutos. El potasio puede lixiviarse de suelos bajos en arcilla. [89] [90]

Calcio

El calcio representa el uno por ciento en peso de los suelos y está generalmente disponible, pero puede ser bajo ya que es soluble y puede lixiviarse. Por lo tanto, es bajo en suelos arenosos y muy lixiviados o suelos minerales fuertemente ácidos, lo que resulta en una concentración excesiva de iones de hidrógeno libres en la solución del suelo y, por lo tanto, estos suelos requieren encalado. [91] El calcio se suministra a la planta en forma de iones intercambiables y minerales moderadamente solubles. Hay cuatro formas de calcio en el suelo. El calcio del suelo puede estar en formas insolubles como la calcita o la dolomita , en la solución del suelo en forma de un catión divalente o retenido en forma intercambiable en la superficie de las partículas minerales. Otra forma es cuando el calcio se compleja con materia orgánica, formando enlaces covalentes entre compuestos orgánicos que contribuyen a la estabilidad estructural . [92] El calcio está más disponible en los coloides del suelo que el potasio porque el mineral común calcita , CaCO 3 , es más soluble que los minerales que contienen potasio como el feldespato . [93]

La absorción de calcio por las raíces es esencial para la nutrición de las plantas , contrariamente a un antiguo principio de que era un consumo de lujo . [94] El calcio se considera un componente esencial de las membranas celulares de las plantas , un contraión para aniones inorgánicos y orgánicos en la vacuola y un mensajero intracelular en el citosol , que desempeña un papel en el aprendizaje y la memoria celular . [95]

Magnesio

El magnesio es uno de los cationes intercambiables dominantes en la mayoría de los suelos (después del calcio y el potasio). El magnesio es un elemento esencial para las plantas, los microbios y los animales, y está involucrado en muchas reacciones catalíticas y en la síntesis de clorofila . Los minerales primarios que se meteorizan para liberar magnesio incluyen hornblenda , biotita y vermiculita . Las concentraciones de magnesio en el suelo son generalmente suficientes para el crecimiento óptimo de las plantas, pero los suelos muy meteorizados y arenosos pueden tener deficiencia de magnesio debido a la lixiviación por fuertes precipitaciones. [9] [96]

Azufre

La mayor parte del azufre se pone a disposición de las plantas, como el fósforo, mediante su liberación a partir de la materia orgánica en descomposición. [96] Pueden existir deficiencias en algunos suelos (especialmente suelos arenosos) y, si se cultivan, es necesario agregar azufre. La aplicación de grandes cantidades de nitrógeno a campos que tienen cantidades marginales de azufre puede causar deficiencia de azufre por un efecto de dilución cuando la estimulación del crecimiento de las plantas por nitrógeno aumenta la demanda de azufre de las plantas. [97] Una cosecha de 15 toneladas de cebollas utiliza hasta 19 libras de azufre y 4 toneladas de alfalfa utilizan 15 libras por acre. La abundancia de azufre varía con la profundidad. En una muestra de suelos en Ohio, Estados Unidos, la abundancia de azufre varió con las profundidades, 0-6 pulgadas, 6-12 pulgadas, 12-18 pulgadas, 18-24 pulgadas en las cantidades: 1056, 830, 686, 528 libras por acre respectivamente. [98]

Micronutrientes

Los micronutrientes esenciales para la vida de las plantas, en su orden de importancia, incluyen hierro , [99] manganeso , [100] zinc , [101] cobre , [102] boro , [103] cloro [104] y molibdeno . [105] El término se refiere a las necesidades de las plantas, no a su abundancia en el suelo. Se requieren en cantidades muy pequeñas, pero son esenciales para la salud de las plantas , ya que la mayoría son partes requeridas de los sistemas enzimáticos que participan en el metabolismo de las plantas . [106] Generalmente están disponibles en el componente mineral del suelo, pero la aplicación abundante de fosfatos puede causar una deficiencia de zinc y hierro por la formación de fosfatos de zinc y hierro insolubles. [107] La ​​deficiencia de hierro, que se origina en la clorosis de las plantas y la acidificación de la rizosfera , también puede ser resultado de cantidades excesivas de metales pesados ​​o minerales de calcio (cal) en el suelo. [108] [109] Las cantidades excesivas de boro soluble, molibdeno y cloruro son tóxicas. [110] [111]

Nutrientes no esenciales

Los nutrientes que mejoran la salud pero cuya deficiencia no detiene el ciclo de vida de las plantas incluyen: cobalto , estroncio , vanadio , silicio y níquel . [112] A medida que se evalúa su importancia, se pueden agregar a la lista de nutrientes esenciales para las plantas, como es el caso del silicio. [113]

Véase también

Referencias

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