Interacciones entre nutrientes

Mejorando el rendimiento de los cultivos

En 1953, D. Mulder publicó su "Les elements mineurs en culture fruitière", uno de los primeros estudios sobre cómo interactúan los diferentes nutrientes. El estudio incluyó un gráfico, que ahora se usa comúnmente. Con los años, otros investigadores han agregado otras posibles sinergias y antagonismos. Claramente, el estudio de las interacciones entre nutrientes es esencial para mejorar el rendimiento del cultivo.

-La carta de Mulder

Proporciones relativas de nutrientes de las plantas

Las proporciones relativas de diferentes nutrientes tienen un efecto directo no solo en la nutrición de las plantas, sino también en el sustrato en el que crece la planta. Los cationes (elementos con carga positiva) son en mayor o menor medida retenidos por las cargas negativas en ciertos componentes del suelo, como la arcilla y la materia orgánica. Los cationes incluyen Na +, K +, Ca2 +, Mg2 +, NH4 + y H + (sodio, potasio, calcio, magnesio, amonio e hidrógeno).

Las plantas absorben los elementos que se disuelven en el agua, lo que significa que los elementos atrapados en el suelo no se pueden usar directamente. Sin embargo, en algunos casos, estos elementos pueden filtrarse al agua en el substrato y así ser asimilados por la planta.

Cuantos más cationes puede contener el suelo o el substrato, mayor es su "capacidad de intercambio de cationes" (o CEC). La proporción de cationes en el suelo influye directamente en la textura del suelo o substrato.

Nitrógeno

Cuando en forma de amonio, NH4 +, el nitrógeno interactúa negativamente con la absorción de calcio, magnesio y potasio de la planta, particularmente cuando la relación NO3- (nitrato) / NH4 + (amonio) es baja.

Como resultado, el exceso de NH4 + puede conducir a una deficiencia en cualquiera de estos tres elementos. Este es un problema importante en el cultivo hidropónico, que normalmente utiliza un medio de crecimiento inerte con un índice de CEC bajo o cero; aquí la cantidad de calcio, magnesio y potasio disponible depende únicamente de lo que hay en la solución nutritiva, a diferencia de los suelos o sustratos con alto contenido CEC que normalmente contienen una gran cantidad de estos elementos.

También hay una interacción antagónica entre los aniones Cl- y NO3-. El exceso de Cl- (muy común en solución salina y / o agua sódica) puede reducir la absorción de NO3- de la planta.

La relación N / K también es crucial cuando las plantas pasan de la fase de crecimiento (vegetativo) a la fase generativa (floración o fructificación). El estímulo principal para que una planta de día corto o de día largo pase de ser vegetativo a generativo es el número de horas consecutivas de oscuridad. Sin embargo, otros estímulos, como la relación N / K, también afectan estos estados fenológicos en cierta medida.

La fruta contiene una gran cantidad de potasio y, por lo tanto, es esencial garantizar un suministro adecuado de potasio durante los períodos generativos. Sin embargo, independientemente de la cantidad de potasio que haya, si la proporción de nitrógeno es demasiado baja, esto puede conducir a una reducción en la formación de flores y plantas con muchas partes vegetativas (hojas y ramas) y pocas partes generativas (flores y frutos).

Potasio

Es esencial obtener la proporción adecuada de potasio, ya que interactúa tanto en el suelo como en la planta con fósforo, sodio, calcio y magnesio.

En suelos arcillosos con alto CEC, cuando las plantas se riegan con soluciones fertilizantes en las que el potasio se disuelve en su forma iónica, parte del potasio es adsorbido por el mineral y las partes húmicas del suelo.

Si riega con una solución baja en potasio, la planta absorbe el potasio que se encuentra en el suelo. Este potasio intercambiable y el potasio en la solución se conocen como potasio disponible. Como su nombre lo indica, es de este tipo que la planta absorbe más fácilmente.

Sin embargo, el potasio también viene en formas no intercambiables que están fuertemente fijadas a los componentes del suelo. En este caso, no está directamente disponible para la planta y solo entra en la solución cuando los niveles de potasio intercambiable son muy bajos. El problema de usar este potasio es que lleva mucho tiempo pasar de su estado fijo al estado intercambiable, lo que significa que la planta no lo absorbe fácilmente.

Aplicar demasiado calcio y magnesio puede causar una deficiencia de potasio la relación K / Ca y K / Mg siempre debe mantenerse por encima de 2 (pero por debajo de 10, ya que demasiada K puede dificultar la absorción de calcio y magnesio). Demasiado potasio también puede prevenir la absorción de ciertos microelementos, como el zinc. Es particularmente importante tener en cuenta esta interacción cuando se usa agua muy dura con un alto contenido de calcio y magnesio.

Fósforo

Un exceso de fósforo interactúa negativamente con la mayoría de los microelementos (Fe, Mn, Zn y Cu). En algunos casos, esto se debe a la formación de precipitados insolubles y, en otros casos, a procesos metabólicos en la planta que impiden la transferencia del nutriente desde la raíz a otras partes de la planta. Este es el caso, por ejemplo, con la interacción P / Zn. La interacción P / Fe parece estar negativamente regulada a nivel celular y por la formación de complejos insolubles. La interacción P / Cu normalmente implica la formación de precipitados en el área de la raíz.

Las interacciones genéticas pueden variar de una especie a otra e incluso entre diferentes variedades de la misma especie. Por ejemplo, en algunas especies se ha observado un efecto positivo entre la cantidad de fósforo disponible y la resistencia de la planta a la salinidad, lo que significa que un aumento en este elemento conduce a una mayor resistencia. Otros estudios, sin embargo, concluyen que el efecto es negativo.

También se ha informado de una reducción en la disponibilidad de azufre y calcio cuando se aplican grandes cantidades de fosfato. En el caso del calcio, esto es causado por la formación de fosfatos insolubles.

Por el contrario, el fósforo favorece la absorción de magnesio, por lo que una escasez de fósforo también podría conducir a una deficiencia de magnesio si este último está presente en pequeñas cantidades.

Tanto el NO3 como el NH4 + facilitan la absorción de fósforo. En el caso de NH4 +, la razón parece ser la excreción de iones H + por la planta cuando se administra nitrógeno en esta forma en cantidades significativas. Estos iones H + causan una ligera acidificación del área de la raíz, lo que puede favorecer la solubilidad de algunas sales de fósforo que, de lo contrario, quedarían atrapadas o permanecerían en una forma insoluble.

Nódulo de raíz en una planta de guisante causado por la bacteria del suelo fijadora de nitrógeno Rhizobium leguminosarum. La bacteria convierte (`arregla`) el nitrógeno atmosférico del suelo en amoníaco. La planta no puede llevar a cabo este proceso en sí, pero es vital para la producción de aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas. A cambio, la planta pasa los carbohidratos producidos durante la fotosíntesis a las bacterias para su uso como fuente de energía.

Magnesio

También es importante tener en cuenta la relación Ca / Mg. Su efecto más importante es su influencia en la estructura del suelo. El calcio en el suelo tiende a mejorar la aireación, mientras que el Mg favorece la adhesión de las partículas del suelo. Por lo tanto, si la relación Ca / Mg es muy baja, lo que significa que gran parte del complejo de intercambio estará ocupado por estos iones Mg, el suelo se vuelve menos permeable, lo que perjudica el desarrollo de los cultivos. Debido a esto, la relación Ca / Mg siempre debe mantenerse por encima de 1.

Esta relación también es importante para el equilibrio mineral dentro de la planta. La proporción de Ca / Mg en las hojas de algunas plantas es de aproximadamente 2: 1, lo que significa que es necesario aplicar mayores cantidades de calcio que de magnesio a través de la solución de nutrientes.

La absorción de magnesio también está influenciada por los niveles de Zn y Mn en el medio de cultivo; una sobredosis de estos microelementos, además de ser tóxica, también podría reducir la absorción de la planta.

Interacción de Sodio con Calcio, Magnesio y Potasio

El sodio tiene un efecto negativo en la mayoría de las plantas debido a su toxicidad, cuando se acumula en ciertos tejidos de la planta y su capacidad para dañar la estructura del suelo al competir con otros cationes por la adsorción (la adhesión del catión a la superficie de un suelo componentes).

Cuando un suelo contiene un nivel de sodio que puede ser perjudicial para los cultivos, se dice que es sódico. La sodicidad del suelo no debe confundirse con la salinidad del suelo, que se refiere a la cantidad total de sales en el suelo, sin especificar qué sales son más prevalentes.

Existen 2 formas de determinar dónde existe el riesgo de daño por exceso de sodio. Una es calculando la relación entre el sodio y otros cationes disueltos que serán absorbidos por la planta. Esto se conoce como el relación de adsorción de sodio o SAR. La fórmula es la siguiente:

Se considera que el agua de riego con un SAR superior a 18 tiene un alto contenido de sodio.

Otra forma es calculando qué proporción de cationes de sodio se retiene en el complejo de intercambio, en comparación con otros. Esto se conoce como el porcentaje de sodio intercambiable (ESP).

Un suelo se considera sódico si tiene un ESP de más del 15%.

Finalmente, la relación entre calcio, magnesio y sodio puede verse alterada por la presencia de carbonatos y bicarbonatos.

En otras palabras, incluso si inicialmente hay más Ca y Mg que Na, en principio una buena proporción para evitar problemas: si riega con agua muy dura que contiene grandes cantidades de carbonatos y bicarbonatos, puede hacer que el calcio y el magnesio precipiten en el forma de carbonatos insolubles, inclinando las escalas en favor del sodio y aumentando el SAR.

Esto se conoce como el índice residual de carbonato de sodio (RSC). La fórmula es la siguiente:

El agua del grifo con valores superiores a 2,5 no debe utilizarse, ya que puede causar problemas.