Micronutrientes

Aurora Cerveñansky

Mónica Barbazán

Cristina Mori

Factores que determinan su estudio

� Son parte de los nutrientes requeridos por los vegetales.� Aplicación de macronutrientes como fertilizantes.� Tendencia al uso de fertilizantes químicos puros� Pérdidas por lixiviación y erosión.� Niveles de rendimiento de los cultivos cada vez mayores.� Extracción continua por cultivos intensivos.� Utilización reducida de abonos orgánicos (tipo estiércol)

� Existencia de casos concretos de deficiencia de importancia económica en el país

IMPORTANCIA PARA LAS PLANTAS

� Boro: B (H2BO3) metabolismo de azúcares, desarrollo reproductivo� Cobre: (Cu+2): fotosíntesis, resistencia a enfermedades, lignificación� Hierro (Fe +2): síntesis de clorofila, activación de enzimas� Manganeso: Mn+2: activación de enzimas, constituyente estructural de ribososmas� Molibdeno: MoO4

-2: reducción del nitrato� Zinc: Zn+2: formación de polen, auxinas, resistencia a enfermedades

� Cl: Cl-: osmoregulación, resistencia a enfermedades, regulación estomática� Ni: Ni+2: fijación de N

Fe, B, Mn: inmóvilesCu, Zn: relativamente móvilesMo, Ni, Cl: móviles

Fuente: Welch & Shuman. 1995. Micronutrient nutrition of plants.

Cantidades absorbidas en cultivos de

importancia nacional

Rendimiento N P K Ca Mg S

Cultivo Kg/há

Trigo 3400 80 18 90 25 15 9

papa 20000 168 22 258 45 20 12

Trébol Blanco 6000 336 44 327 74 34 34

maíz 9400 190 39 196 41 44 21

Kg/ha

Rendimiento Cu Mn Zn Mo

Cultivo Kg/há

Trigo 2800 20 161 148 0.1

Trébol (MS-2 cortes) 6000 114 541 366 7

Papa (tuberculos) 20000 44 42 99 0.7

(gr/há)

< 1% de la MS total

Consideraciones generales

� Los micronutrientes son tan importantes para las plantas como los nutrientes

primarios y secundarios, a pesar de que la planta los requiere solamente en

cantidades muy pequeñas. Debemos entender que la faltante de un

micronutriente, no significa una microrespuesta del cultivo

� La deficiencia de micronutrientes, a diferencia de los nutrientes primarios,

generalmente es especie-sitio específica

� La ausencia de cualquiera de estos micronutrientes en el suelo puede limitar el

crecimiento de la planta ó afectar la calidad del producto, aún cuando todos los

demás nutrientes esenciales estén presentes en cantidades adecuadas.

� El rango de normalidad es muy estrecho (B y Mo), por tanto una vez superado el

rango óptimo, toda cantidad adicional se vuelve tóxica para las plantas y para los

animales que se alimentan de ellas.

� Tienen efecto en la calidad nutricional de los alimentos (sistema inmune)

Rangos de concentración de micronutrientes

en suelo y planta

El contenido de micronutrientes en el suelo presenta variaciones mayores que los

macronutrientes. En el cuadro sgte. se presentan los rangos del contenido en suelo y

planta de algunos micronutrientes

1% = 10000 ppm

Micronutriente Contenido en suelo Contenido en planta

Fe 0.7-55 % 20-400 ppm

Mn 200-3000 ppm 20-500 ppm

Cu 1-70 ppm 20-100 ppm

Zn 10-300 ppm 20-100 ppm

B 2-200 ppm 20-100 ppm

Mo 0.2-5 ppm < 1 ppm

Rango variable

•Especie•Genotipo•Cond. crecimiento•entre órganos de la planta

Deficiencia de Zn

Deficiencia de Fe, Mn y Zn

Deficiencia de B

Contenido total en el suelo

Los factores que determinan el contenido total en los

suelos son:

� Material madre

� Meteorización

� Clima

� Factores de suelo:

� Textura:> contenido en las texturas mas finas

� contenido de MO:

� > al aumentar contenido,

� en suelos orgánicos (> 10%) se da lo contrario

Formas bajo las cuales se encuentran en

los suelos

Efecto de los complejos metal- orgánico en el

ciclo de los micronutrientes

� Cationes micronutrientes (iones metálicos) son mantenidos en solución a

través de la complejación con compuestos solubles orgánicos (de lo contrario

precipitarían)

� Reducción de concentración a niveles no tóxicos a través de la

complejación con la materia orgánica del suelo.

� Ejemplo: complejos metal-orgánico de baja solubilidad (ácidos húmicos y

otros compuestos de la MO de alto peso molecular)

� Funcionan como medio de transporte de los elementos metálicos hacia las

plantas

Stevenson (1991)

Contenido en el suelo(bajo forma disponible)

� Las cantidades extraídas por los cultivos representan

en general menos del 1% de las cantidades totales en

los suelos.

� Las cantidades totales no son entonces un buen índice

de la disponibilidad.

� La disponibilidad de los micronutrientes dependerá de

los niveles en solución y del mantenimiento de los

mismos a partir de otras formas en el suelo.

Factores del suelo que determinan

su disponibilidad� pH del suelo

� Acidez � Bicarbonato, Carbonatos (Fe)

� Humedad del suelo� Aireación, potencial redox� Compactación

� Textura del suelo

� Materia orgánica� Reserva� Quelatación

� Interacciones con otros elementos (en el suelo o dentro de la planta*)� Negativa: Ca-B; K-B; Zn-Cu; P-Fe; Mo-Fe; N-NO3

-- Fe; K-Fe*� Positiva: N-NH4

+-Fe; P-Mo; N-NO3- -Mo

Factores del suelo que determinan

su disponibilidad

1. pH del suelo: incide en la solubilidad y absorción de los micronutrientes

� Globalmente: � al disminuir el pH, aumenta la solubilidad y

absorción de Fe, Cu, Zn, Mn, B

� al aumentar el pH, aumenta la disponibilidad del Mo

Factores del suelo que determinan

su disponibilidad

pH del suelo- Ejemplos

� Fe – al aumentar el pH el Fe+2 pasa a Fe+3 y precipita.

Su solubilidad esta controlada por los óxidos de Fe.

� Por unidad de aumento del pH disminuye solubilidad del

� Fe+3 1000 veces

� Fe+2100 veces

� Zn – Zn+2 predomina en medio ácido. En suelos de pH

6-8 predomina como hidróxido y carbonato de Zn,

ambas formas insolubles.

� B – Adsorción sobre hidróxidos de aluminio (pH >6,4)

Factores del suelo que determinan

su disponibilidad

Disponibilidad de micronutrientes en función del pH del suelo (Malavolta et al. 1997).

Factores del suelo que determinan

su disponibilidad

2. Condiciones de óxido-reducción�Se relaciona con el pH y es especialmente importante para Fe y Mn.

Ejemplo:

� La solubilidad del Fe+2 en suelos ácidos es de 10-4 moles/l. El aumento del potencial ox-red (suelos bien drenados) lleva el Fe+2 a Fe+3 (insoluble) el cual tiene una solubilidad de 10-17

moles/l.

Factores del suelo que determinan

su disponibilidad

3. Textura

�En suelos de textura fina hay mayores contenidos

de micronutrientes en todas las formas. Por ello en

suelos livianos es donde normalmente se dan

situaciones de deficiencia.

4. Materia orgánica

� Su efecto se da sobre la retención de cationes

metálicos por quelatación o complejación. El Cu es

uno de los más retenidos por este mecanismo, pero

también el Mn, Fe, Zn.

Factores del suelo que determinan

su disponibilidad

5. Actividad microbiológica

Depende y se relaciona con los factores

anteriormente mencionados y actúa a través de:

� mineralización de la materia orgánica

� participación en los procesos de óx.-red. y

disponibilidad de las formas resultantes

� competencia directa con las plantas, a nivel de la

rizósfera.

Factores de la planta que modifican su

disponibilidad a nivel de la rizósfera

� Excreción de ácidos (modificando el pH

circundante) y compuestos orgánicos (captores

de cationes metálicos)

� Elongación radicular (mayor exploración del

suelo)

� Mayor concentración de oxígeno en el medio

radicular.

Efectos sobre el crecimiento vegetal

� Hierro (Fe+2) – componente de sustancias de óx.-red. de respiración y fotosíntesis.

� Manganeso (Mn+2) – Participación en procesos de fotosíntesis y reducción de NO3-

; reacciones de óx.-red.

� Boro (H3BO3 ) – Desarrollo de meristemas; participación en síntesis de proteínas; metabolismo de carbohidratos.

� Zinc (Zn+2) – Metabolismo de auxinas; Constituyente d anhidrasa carbónica.

� Cobre (Cu+2) – Constituyente de enzimas de óx.-red.

� Molibdeno (MoO4-2) – Participa en nodulación de leguminosas (nitrogenasa) y en

la reducción del NO3- (nitrato reductasa)

Dentro de la planta:� Fe-Mn-B: son inmóviles. � Zn-Cu: relativamente móviles.

Efectos sobre el crecimiento vegetal

Hierro

� Es importante en la formación de la clorofila y en el transporte del oxígeno.

� Debido a que el Fe (una vez incorporado) no se transloca (inmóvil) dentro de la planta,

los síntomas de deficiencia aparecen primero en las hojas jóvenes, en la parte superior

de la planta.

� Si bien el contenido de Fe total de los suelos es muy alto, la mayor parte de ese Fe no

tiene significado en términos de aportes para las plantas.

Frecuentemente una deficiencia de Fe no indica insuficiencia en el suministro de Fe.

Generalmente está relacionado a:

presencia de carbonatos

pH suelo

humedad y temperatura del suelo

contenido de MO

Factores que afectan la disponibilidad

del Fe

� Su solubilidad está afectada por el pH, el potencial de óxido reducción y la formación de quelatos con compuestos orgánicos.

� Por cada unidad de aumento en el pH, el Fe+3 en solución baja 1000 veces y el Fe+2 100 veces, alcanzando un mínimo entre pH 7.4 y 8.5.

� Agua de riego y suelos con alto contenido de bicarbonatos (HCO3

-) pueden agravar la deficiencia de Fe.

Factores que afectan la disponibilidad

del Fe

� Las raíces tienen mecanismos para bajar el pH y el

potencial de óxido reducción de su entorno, tomando el

hierro fundamentalmente como Fe+2

� También pueden tomar el hierro en forma de quelatos, y

una vez dentro de la planta el Fe es liberado.

� Los materiales orgánicos pueden brindar agentes

quelatantes que ayudan a mantener la solubilidad de

los micronutrientes.

Situaciones en nuestro país

Frutales – problemas ya detectados

En el país aparecen deficiencias de hierro en algunos cultivos, en suelos con horizontes calcáreos cercanos a la superficie o alcalinizados por aguas de riego ricas en bicarbonatos.

a) Hierro: Clorosis férrica.

Especies afectadas:

Citrus, Arándano, Viña, hoja caduca (Duraznero y Manzano)

Suelos:

Vertisoles del Sur (F.Libertad, lodolitas calcáreas).

Brunosoles s/F.Bentos: Unidades Tala-Rodriguez y E.Paulier-Las Brujas.

Situaciones en nuestro país

Frutales – problemas ya detectados

b) Zinc

se asocia al porta-injerto Especie afectada: Citrus

Suelos: de textura liviana, baja MO,

con altos niveles de producción, agravan el problema.

Situaciones en nuestro país

�Condiciones que promueven deficiencias

� Suelos arenosos y pobres en MO.

� Especies y cultivares sensibles.

� Existen frecuentes casos de deficiencias : Tomate y Frutilla, especialmente en invernaderos.

� Han aparecido frecuentes casos de episodios de deficiencia de B en Eucaliptos y pinos

Situaciones en nuestro país

Frutales

� Fe y Zn

� relevante citrus

� Fe

� en hoja caduca, arándano y viña

Prevención:

conocer el tipo de suelos antes de instalar el monte.

monte está instalado: corrección con fertilización

Situaciones en nuestro país

Hortalizas

� No se han observado problemas, en situaciones de producción media a baja.

� En producciones intensivas (invernáculo) sí y entonces es conveniente el uso de fertilizantes con micronutrientes. Ello se debe a:

� costo y rentabilidad de este tipo de cultivos,

� los altos rendimientos potencialmente esperables

Situaciones en nuestro país

Otros cultivos

� Se han observado problemas en situaciones de producción particulares:

� deficiencias de Zn en arroz. Quedó claramente asociado a zonas de blanqueales, comunes en zonas arroceras del E del país.

� En pasturas no es un problema aún. En pruebas exploratorias con micronutrientes en suelos desaturados-lixiviados no hubo ningún tipo de efecto al agregado de Mo.

� En las producciones intensivas de cultivos cerealeros, se esta potencializando este problema, entre otros. Ejemplo: se ha detectado deficiencia de Fe en soja.

FertilizantesTipos de productos: Formulaciones

� Sales del nutriente (sulfatos, óxidos, hidróxidos)

� Ejemplos: � B – Borato de sodio (Bórax)

� Mo – Molibdato de sodio

� Quelatos ó agentes quelatantes o ligantes

� Son estructuras cíclicas de un átomo de un metal con un componente orgánico unidos entre sí con diferente energía de enlace. Son solubles en agua.

� Comercialmente son de Fe, Cu, Zn y Mn.

� Su estabilidad depende del pH; un ejemplo típico es el de los quelatos de Fe.

Los quelatos naturales:

� pueden transportar Fe hacia la raíz, que saca el Fe y deja libre al quelato.

� Los quelatos aumentan la cantidad de Fe en la solución del suelo.

� Los quelatos tienen gran afinidad por el Fe

Ejemplo: Fuentes de Fe

� La aplicación de materiales solubles (como el sulfato de hierro) al suelo no es muy eficiente, debido a que el Fe pasa rápidamente a formas no disponibles. Estos materiales son más eficientes cuando son aplicados por aspersión foliar.

� La mayoría de las fuentes de Fe son más eficientes cuando se aplican en aspersión foliar.

� Para suelos con alto pH, actividad de Ca y Bicarbonatos, los quelatos son fuentes Fe que se pueden aplicar al suelo manteniendo su disponibilidad para las plantas.

� Los diferentes quelatos tienen distinta capacidad de mantener alFe en su molécula al variar el pH

Quelatos de Fe: Son compuestos que estabilizan a los IONES metales (en este caso –Fe) y los protegen de la oxidación y precipitación

Fe-EDTA: estable a pH < 6.0.

(no efectivo en suelos alcalinos

o ricos en Ca.

Fe-DTPA: es estable hasta pH 7

Fe-EDDHA: es estable en todo

el rango de pH

FertilizantesFormas de aplicación

Sales del nutriente

� Se aplican por vía foliar generalmente. - Algunas

sales no son eficientes aplicadas al suelo:

� a) por reducción en la disponibilidad del nutriente (Ej.:

sales de Fe y Mn)

� b) por poca solubilidad (Ej.: ZnO, MnO)

� Generalmente se aplican sulfatos (Ej.: peleteado

de semillas de leguminosas)

Fertilizantes

Formas de aplicación

Quelatos

� Se aplican por vía foliar o al suelo.

� Aplicación al suelo: esta formulación le da

estabilidad al catión, manteniendo su

disponibilidad

� Aplicación foliar: en el caso de corrección de

una deficiencia, sería más eficiente; se

absorbe el quelato-metal por la cutícula

Fertilizantes

Formas de aplicación

Suelo� Riego por goteo (fertirrigación), granulado

� Posible precipitación con sales o quelatos (depende del tipo)

� Aplicar mayor cantidad que foliar

� Menor riesgo de toxicidad

Foliar� Aplicar en etapas tempranas de crecimiento

� Implica realizar aplicaciones repetidas

� Ajuste de dosis - posibilidad de toxicidad

Estrategias de manejo y factores que influyen

sobre disponibilidad

� Prevención

� Reducir el pH suelo con S

� no es practico a gran escala pero puede ser beneficioso en aplicaciones

en banda

� Utilizar fertilizantes que tengan efecto residual ácido

� Fuente de N (amonio vs. nitratos)

� Abonos verdes y residuos orgánicos

� Aplicaciones foliares (mayor grado) y al suelo (menor grado)

� Genética: selección de variedades tolerantes al exceso o déficit de

micronutrientes.

Herramientas de DiagnósticoSituación de deficiencia

� Uso del ANÁLISIS FOLIAR � como herramienta cuantitativa

� SÍNTOMAS � en estado avanzado de deficiencia

FIN