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La Absorción de Nutrientes en Fertilización Foliar

La producción agrícola, bien sea representada en biomasa, semillas, tubérculos, flores o follajes, tiene el reto constante del rendimiento y calidad de cosecha óptimos. En este sentido, la fertilización edáfica es la ruta  principal  de aporte de la mayor cantidad de nutrientes y a su vez, el sistema radicular de las plantas es responsable de la toma de dichos nutrientes. Sin embargo, en algunas condiciones desfavorables como suelos compactados, déficit hídrico, suelos ácidos, densidad de siembra alta, presencia de nematodos, parásitos, entre otros factores, la raíz puede verse afectada en su estructura física y en su funcionamiento, dificultando la toma de nutrientes; estas condiciones de estrés biótico o abiótico según sea el caso, limitan la absorción edáfica de nutrientes.

Es aquí donde cobra importancia la nutrición foliar como una excelente alternativa para complementar la fertilización edáfica, dado que permite corregir de manera rápida las carencias de algunos elementos, particularmente micro elementos de baja movilidad; la aspersión foliar puede ser efectiva para nutrientes como Boro (B), Cobre (Cu), Manganeso (Mn), Hierro (Fe), y Zinc (Zn). (Gómez, 2014).

Debido a la eficacia y rapidez de la absorción, los nutrientes aplicados a las hojas quedan disponibles de forma inmediata, lo que no ocurre con la fertilización edáfica, donde existe el riesgo de fijación o  adsorción  a  partículas del suelo (particularmente arcillas)  u otros elementos químicos presentes y regulados por condiciones de pH, estructura, CIC, agua, entre otros. La fertilización foliar incluso puede influir de forma positiva en la movilidad y acumulación de nutrientes en la raíz, produciendo cambios en la rizosfera y activando el sistema radicular (Gómez, 2014).

Los requerimientos foliares dependen de diversos factores, que incluyen desde el estado fenológico, la eficiencia de la fertilización edáfica, hasta las características particulares de cada especie vegetal.  Los fertilizantes asperjados no son tomados en la forma química del fertilizante aplicado, si no que la molécula se modifica a sus formas iónicas intercambiables (Fig. 1)

Fig 1. El Fertilizante asperjado, se convierte en formas ionicas asimilables.

Los mecanismos de  absorción foliar se basan predominantemente en la difusión pasiva de iones disueltos en una matriz acuosa, los cuales son absorbidos a través de la superficie foliar. La tasa de difusión transmembranal, es proporcional al gradiente de concentración de iones entre el exterior y el interior de la membrana. Así mismo dicha tasa de difusión, se ve afectada por la concentración del fertilizante(s), ión o forma química, valencia, Ion  Acompañante, saturación de la solución, coadyuvantes de mezcla, entre otros.

La disolución y penetración de nutrientes en la superficie foliar (fig 2), deben tener una concentración adecuada a los requerimientos de la especie y un pH óptimo, pues un exceso en la dosis de fertilizante o pHs muy altos o muy bajos, pueden desencadenar fitotoxicidad y/o corte de mezcla. Del mismo modo los agroquímicos con los que se aplican fertilizantes, el tipo de formulaciones y las condiciones de altas temperaturas pueden acentuar estos efectos.

Fig 2. Absorción foliar de un nutrientes.

La cutícula es la primera barrera física que deben atravesar los iones antes de alcanzar la membrana plasmática y el citoplasma de las células de la hoja. La cutícula foliar es hidrofóbica, hace parte de la epidermis; contiene ceras, cutina, pectina, celulosa y hemicelulosa, entre otros compuestos y tiene un balance de cargas positivas y negativas que facilita el intercambio iónico. En el paso de las substancias al interior de la hoja la cutícula es la que opone más resistencia; conforme avanza la diferenciación de las estructuras vegetales esta capa se va engrosando. (Rodriguez et al, 1999). La diferencia en velocidad de absorción de iones que hay en cada especie vegetal, se ve afectada por la cantidad de ceras epicuticulares, ceras embebidas y humectabilidad de la cutícula ( Acosta, 1991). Así mismo el aumento de la temperatura y la radicación solar, hace que las cutículas se reblandezcan facilitando el ingreso de iones. Vinicio (2012) señala que para facilitar la absorción foliar de agua y de solutos, la composicion química de las cutícula es una variable más importantes que su grosor. El pH de la solución asperjada define la espécie química a ser absorbida por la hoja y por tanto incide em la absorción de los nutrientes (Moreno, 2017).

Los solutos se difunden a través de las capas de la hoja, debido al gradiente de concentración que se establece entre la solución aplicada a la superficie foliar (zona de mayor concentración) y la concentración del soluto(s) al interior de las células (zona de menor concentración).  En presencia de una cantidad suficiente de un ion determinado, la velocidad de absorción disminuye conforme el gradiente de concentración se va equilibrando a ambos lados de la membrana.

La mayor proporción de nutrientes absorbidos sin gasto energético es de los cationes (Fig 3). La membrana celular regula la entrada de moléculas, empleando proteínas catalíticas, para bombear protones; la diferencia de pH y de cargas a ambos lados de la membrana, genera un gradiente protónico (Salisbury 2000).

Fig 3. Representación esquemática del intercambio ionico.

La Penetración de los iones puede darse a nivel cuticular, mediante poros, estomas, ectodesmos y en algunos casos paredes epidérmicas y lenticelas que por difusión pasiva posibilitan la absorción. Los Poros hidrofilicos cuticulares son canales que permiten el transporte de iones a través de la cutícula y la membrana celular, a través de los cuales el ion puede pasar sin tocar el interior hidrofóbico de la membrana. Transfieren cationes monovalentes (H+, Na+, K+) o cationes divalentes (Ca++, Mg++).

Los Ectodesmos son prolongaciones del citoplasma que se dirigen hacia la epidermis y a través de la pared celular. Participan  en la absorción de iones, y se localizan en sitios estratégicos de la hoja como células basales de los tricomas, encima y debajo de las nervaduras.  (Marschner, 1995).

Los Estomas son células oclusivas, constitutivas de la epidermis foliar y que delimitan entre ellas un poro llamado ostiolo, regulando el ambiente gaseoso del interior con el exterior.

Etapas del proceso de absorción:

La figura 4, representa un corte transversal de una hoja con las diferentes etapas del proceso de absorción que se resume a continuación:

  1. Contacto con el fertilizante: tras la aspersión, el fertilizante entra en contacto con la superficie foliar.
  2. Penetración de la epidermis: se inicia el proceso de difusión pasiva a través de los poros hidrofilicos cuticulares, los ectodesmos y/o los estomas.
  3. Se produce la entrada a través de los espacios extracelulares periféricos  (apoplasto de la hoja).
  4. Absorción: se produce en el citoplasma de las células donde los iones son acumulados antes de ser metabolizados, transformados o transferidos a los cloroplastos.
  5. Distribución y-o translocación. Los iones absorbidos usualmente se quedan en las células del mesófilo, donde se metabolizan para formar compuestos o participar en procesos fotosintéticos; sin embargo de acuerdo a su especie química, también pueden movilizarse a diferentes partes de la planta. Salas (2002), reporta que las soluciones aplicadas al follaje solo se mueven hacia otras estructuras de la planta, cuando se produce movimiento de sustancias orgánicas producto de la fotosíntesis.

El transporte de las sustancias elaboradas (almidones y azucares), usualmente se realiza mediante el floema desde las hojas hacia los sitos donde la planta los requiera, principalmente órganos reproductivos y frutos.

Bibliografia

  • Acosta, Z. C. 1991. Mecanismos de absorción foliar de nutrimentos. Universidad Autónoma de Chapingo,Chapingo, México.
  • Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. 2nd Ed. Ecademic Press, London.
  • Gomez A. 2014. Fertilización foliar. La tecnología del siglo 21. I.A. U Nal Colombia.
  • Moreno A. 2017. Quimico- MSc  U. Nal Colombia. Sys Technologies. En comunicación Personal.
  • Salisbury  G, Cleon R. 2000.   Fisiología de las plantas. Ed. s.a. ediciones paraninfo. ISBN: 9788428327305.
  • Rodriguez, Cardenas, Alcantar, Etchevers, Aguilar, Colinas & Santizo . 1999. Penetración de un fertilizante foliar en tomate Lycopersicon sculentum. Prog  de Edafología, Colegio de Postgraduados. México Texcoco. Disponible en: http://natres.psu.ac.th/Link/SoilCongress/bdd/symp14/1551-t.pdf.
  • Salas R. 2002. Fertilización Foliar: Principios y Aplicaciones. Herramientas de diagnóstico para definir recomendaciones de fertilización foliar U. Costa Rica. Centro  Inv Agron. Pag 7. En: http://www.cia.ucr.ac.cr/pdf/Memorias/Memoria%20Curso%20Fertilizaci%C3%B3n%20Foliar.pdf
  • Vinico M. 2002. Fertilización Foliar: Principios y Aplicaciones. Mecanismos de absorción de nutrimentos por el follaje. Pag 1. U. Costa Rica. Centro  Inv Agron.  En: http://www.cia.ucr.ac.cr/pdf/Memorias/Memoria%20Curso%20Fertilizaci%C3%B3n%20Foliar.pdf
  • Wolfgang, F. 1986. The basics of foliar absorption of fertilizer with special regard to the mechanims pp 17-25. In: A. Alexander (ed.) Foliar fertilization. Martinus Nijhoff.
  • Sin Autor. La nutrición Foliar. Informaciones agronómicas. Disponible en: www.ipni.net/publication/ia-lahp.nsf/0/…/$FILE/Art%202.pdf

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