Los Micronutrimentos del suelo
4. Micronutrimentos en el suelo
- Los Micronutrimentos
Reciben el nombre de micronutrientes, aquellos elementos indispensables para que las plantas puedan completar su ciclo vital, aunque las cantidades necesarias de ellos sean muy pequeñas. Suelen también llamarse oligoelementos o elementos menores, pero es preferible el término de micronutrientes. Los micronutrientes suelen ser componentes de los fertilizantes, a los cuales acompañan como impurezas. Actualmente, sin embargo, desciende la proporción de éstas últimas, ya que, tanto los fabricantes como los compradores, favorecen los fertilizantes con elevada concentración en los elementos principales.
La eliminación de estas impurezas hace que muchos fertilizantes incluyan adiciones deliberadas de micronutrientes. El contenido total de micronutrientes en el suelo es función del material de partida y de los procesos edafológicos. Aquellos elementos cuya concentración total en el suelo es inferior a 1.000 mg kg-1 son llamados elementos traza. Dentro de este grupo podemos incluir a Cu, Mn y Zn, imprescindibles para las plantas y para los animales en baja concentración, pero que pueden volverse tóxicos al alcanzar determinados niveles. La excepción dentro de ellos está en el Fe, que es un micronutriente pero no estrictamente un elemento traza.
- Hierro
A pesar de su abundancia en suelos y rocas, es uno de los micronutrientes más deficiente. El hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza continental después del oxígeno, silicio y aluminio, constituyendo alrededor del 15% en peso de la corteza terrestre. Es, con diferencia, el microelemento más abundante en los suelos, ya sea como constituyente mineral o bien bajo la forma de óxidos e hidróxidos . No obstante, en suelos con horizontes enriquecidos en materia orgánica, el Fe aparece en forma de quelatos.
Su contenido en los suelos templados suele variar entre el 1 y 5%. Valores inferiores al 1% suelen encontrarse en suelos ácidos de textura gruesa, o en suelos de turbera. En casos aislados, latosoles y lateritas, pueden hallarse valores cercanos al 10% . La cantidad total de hierro en los suelos no es, sin embargo, indicadora de su disponibilidad para las plantas.
Las deficiencias de este elemento, cuya razón aparente es su insuficiente cantidad en el suelo, son en realidad debidas a su tendencia a formar compuestos insolubles del ión férrico Fe3+. Tales compuestos se acumulan en suelos muy meteorizados y son uno de los principales constituyentes de los suelos rojos, típicos de las regiones tropicales. Los restos fósiles de algunos suelos antiguos contienen tanto hierro que se explotan como mineral férrico.
La mayor parte del Fe se halla en las estructuras de las rocas ígneas, al igual que en minerales secundarios, siendo un elemento esencial en un amplio grupo de minerales de arcilla. En el suelo, el contenido de Fe fluctúa en el rango de 0,20 al 5%, en un orden de magnitud similar al de la roca subyacente. Se puede hallar como óxido en determinados Podzoles, mientras que en otros suelos como los hidromorfos y Ferralsoles se aprecia un enriquecimiento de Fe mediante la formación de concreciones.
Éstas, en suelos tropicales, pueden alcanzar un contenido en Fe cercano al 40%. Dentro de los óxidos, la goetita y la hematita, se caracterizan porque establecen enlaces con el Fe, extraordinariamente estables, de modo que éste se libera muy lentamente y prácticamente no está disponible para las plantas. Se admite que las fracciones que liberan Fe en cantidades más significativas son algunos óxidos como la ferrihidrita, de la que se extraen cantidades de Fe mediante oxalato.
- Cobre
El cobre es uno de los elementos esenciales más importantes tanto para las plantas como para los animales; sin embargo, cantidades excesivas de éste pueden producir efectos tóxicos. Entre los diferentes tipos de rocas ígneas, el cobre prevalece en los basaltos. En las rocas sedimentarias es más abundante en los esquistos. En general, su abundancia en rocas basálticas es más alta que en las graníticas, y muy baja en rocas carbonatadas.
El origen del Cu en el suelo ha sido ampliamente discutido. El rango de Cu en la corteza terrestre se encuentra entre los 24 y 55 mg/kg., aseguran que la capa arable del suelo presenta cantidades de este elemento que oscilan entre 5 y 30 mg/kg. El contenido medio de Cu en la corteza continental es de 35 mg/kg, oscilando entre 4-90 mg/kg, en tanto que en suelos naturales sus niveles fluctúan generalmente entre 2-20 mg/kg.
De todos los valores propuestos, se concluye que la concentración media de cobre en la corteza terrestre se encuentra en un rango de variación comprendido entre los 24-55 mg/kg, y que la cantidad media de Cu total en los suelos oscila entre 20-30 mg/kg. No obstante, se obtuvieron concentraciones de Cu total entre 16 y 93 mg/kg para muestras superficiales de suelo. Como componente de los minerales de la corteza terrestre, el cobre se encuentra fundamentalmente en forma de sulfuros de naturaleza simple, o junto a otros metales, formando sulfuros complejos.
Los más comunes son sulfuro cuproso o calcosita (CuS2), sulfuro-férrico-cuproso o calcopirita (CuFeS2) y sulfuro cúprico o covelita (CuS). Otras formas menos estables son óxido cuproso o cuprita (Cu2O) y óxido cúprico o tenorita (CuO). Aparece también como parte de determinados carbonatos y silicatos hidratados sustituyendo isomórficamente al Mg2+ y Fe2+. Como en la mayoría de los microelementos, el contenido de cobre que presenta el suelo es directamente proporcional a su abundancia en la roca madre. En su forma natural el cobre se presenta con dos valencias, Cu2+ o Cu+. La primera de ellas es la más frecuente, ya sea en forma de catión divalente o formando compuestos estables. La segunda forma, el ión cuproso Cu+, es inestable a altas concentraciones en condiciones de temperatura normal.
- Manganeso
El manganeso presente en los suelos es originado principalmente por la descomposición de las rocas ferromagnesianas. Es un microelemento similar al Fe, tanto en su química como en su geología y muy abundante en la litosfera, presentando una concentración media de 80 mg/kg, con un intervalo de 10-1600 mg/kg. En las rocas, el contenido de manganeso varía entre 350 y 2.000 mg/kg, hallándose las concentraciones más elevadas en el basalto dentro de las rocas ígneas y, entre las sedimentarias en las calizas y en las dolomías.
El contenido en el suelo muestra variaciones considerables, pero normalmente fluctúa entre 20 y 800 mg/kg. Sin embargo, pueden existir horizontes enriquecidos en Mn debido a fenómenos edafogenéticos que poseen hasta 3.000 mg/kg. a partir de estudios realizados por otros autores estiman que el contenido medio de Mn total en la litosfera es de 1.000 mg/kg, oscilando la mayoría de los suelos entre los 50 y 1.000 mg/kg. No obstante, y al igual que en el caso del hierro, estos contenidos totales no pueden considerarse como una indicación de su disponibilidad para las plantas ya que existen muchos factores que afectan a su absorción.
El Mn en el suelo está asociado a óxidos [MnO2,Mn(OH)], silicatos (SiO3Mn) y carbonatos (MnCO3). De forma natural, el manganeso aparece con tres valencias dependiendo directamente de las condiciones de óxido-reducción del suelo: Mn2+, Mn3+ y Mn4+, lo que le permite formar compuestos de distinta estabilidad, siendo más estables, en condiciones reductoras, los compuestos con la forma Mn2+ y en condiciones oxidantes los que presentan Mn4+.
El divalente es la forma principal de Mn en el suelo y agua, y normalmente se encuentra adsorbido por las cargas negativas de la superficie de las arcillas. El trivalente existe como Mn2O3, y puede ser encontrado en cantidades considerables en suelos ácidos, en tanto que la forma tetravalente, MnO2, sólo está presente a pH muy bajo, inferior al existente en ambientes naturales.
- Zinc
El zinc es un elemento ampliamente distribuido que se halla en cantidades pequeñas, pero suficientes, en la mayoría de los suelos y plantas. Algunos suelos sufren deficiencias de este elemento, ya sea por su escasez en los materiales parenterales o bien, por su reacción desfavorable. Las deficiencias de zinc ocurren en áreas ampliamente dispersas.
Su concentración en la litosfera así como en el suelo ha sido estudiada por varios autores. Souza y Ferreira (1991) afirman que la corteza terrestre contiene entre 65 y 80 mg/kg de este elemento, siendo de 40 mg/kg en el granito, 130 mg/kg en el basalto y muy variado en las rocas sedimentarias (20 mg/kg en las calcáreas, 16 mg/kg en las areniscas y 95 mg/kg en esquistos).
Por otro lado, en los suelos se proponen valores de 10 a 300 mg/kg. la concentración de Zn total en suelos oscila entre 35 y 422 mg/kg. destacan que el contenido medio de este elemento es función de los distintos tipos de roca, pero normalmente su rango de oscilación es de 15-100 mg/kg, con media de 70 mg/kg., el intervalo de Zn es de 10-80 mg/kg dependiendo, lógicamente, del tipo de suelo ya que matizan que en los suelos arenosos el Zn total se encuentra frecuentemente entre 10-32 mg/kg, mientras que en Chernozem el rango de Zn fluctúa entre 20-80 mg/kg. El valor medio en la litosfera de 80 mg/kg y de 50 mg/kg en el suelo.
La cantidad de zinc que se puede encontrar en un suelo depende directamente de la naturaleza de la roca madre; si se trata de rocas ígneas de naturaleza básica (ferromagnesianas y magnetita) serán concentraciones altas. En rocas sedimentarias de carácter ácido, dichas concentraciones serán sensiblemente menores
Entre las rocas, las sedimentarias, concretamente los esquistos arcillosos, contienen mayor cantidad de Zn (hasta 300 mg/kg o incluso más) que la caliza o arenisca. Hay, no obstante, un aspecto importante que es necesario resaltar en relación con el contenido de zinc útil en los suelos.
La parte superficial de muchos de ellos, es decir, los horizontes superiores, contienen siempre más zinc que los horizontes inferiores. Se cree que este hecho se debe por una parte a que los residuos de las plantas, al quedar depositados en la superficie del suelo, proporcionan tras su descomposición, aunque en pequeña proporción, cierta cantidad del elemento; por otra, el zinc no presenta una emigración descendente en el perfil, como ocurre normalmente con otros elementos, ya que tiende a quedar adsorbido por las arcillas y la materia orgánica. Es explicable, por las razones apuntadas, que la eliminación de la parte superficial del suelo, por ejemplo, por erosión o por nivelación del mismo, pueda ocasionar la deficiencia de zinc en los suelos con escaso contenido de este elemento.
- Metales pesados
Además de macro y micronutrientes en el perfil del suelo, están presentes otros elementos, de modo que la cantidad y variedad de éstos es grande destacando, por su importante papel, algunos metales pesados como Cd, Cr, Ni y Pb. Bajo la denominación de metal pesado se incluye una serie de metales, generalmente de transición, que presentan como característica común el poseer una densidad superior a 6 g/cm3 cuando se encuentran en su forma elemental, o cuyo número atómico es superior a 20 (excluyendo a los metales alcalinos y alcalino-térreos). Su presencia en la corteza terrestre es inferior al 0,10% y casi siempre menor del 0,01%. Junto a estos metales pesados hay otros elementos químicos que aunque son metales ligeros o no metales se suelen englobar con ellos por presentar orígenes y comportamientos asociados; como As, B, Ba y Se. Conviene considerar que existen dos grupos dentro de los metales pesados: oligoelementos o micronutrientes y metales pesados sin función biológica conocida.
- Oligoelementos o micronutrientes
Son los requeridos por las plantas y los animales en pequeñas cantidades o cantidades traza, y son necesarios para que todos los organismos vivos completen su ciclo vital. Pasado cierto umbral se comportan como tóxicos. Dentro de este grupo se encuentran: As, B, Co, Cr, Cu, Mo, Mn, Ni, Se y Zn.
- Metales pesados sin función biológica conocida
La presencia de estos metales pesados en determinadas cantidades en los seres vivos implica la aparición de disfunciones en sus órganos y tejidos. Resultan altamente tóxicos para su vida y presentan la propiedad de acumularse en los organismos vivos. Son, principalmente: Cd, Hg, Pb, Cu, Ni, Sb y Bi.
Las concentraciones anómalas de metales pesados que se presentan en un suelo pueden deberse a causas naturales, por ejemplo, los suelos desarrollados sobre serpentinitas presentan altos contenidos de elementos como Cr, Ni, Cu y Mn. Estos metales pesados son muy estables en el suelo y en el proceso natural de transformación de las rocas para originar a los suelos suelen concentrarse, pero, en general, sin rebasar los umbrales de toxicidad.
Además los metales pesados presentes en las rocas se encuentran bajo formas muy poco asimilables para los organismos. Las rocas ígneas ultrabásicas (peridotitas y serpentinitas) presentan los contenidos más altos en metales pesados, seguidas de las rocas ígneas básicas (gabros y basaltos). Las menores concentraciones se encuentran en las rocas ígneas ácidas (granito) y en las rocas sedimentarias (areniscas y calizas). Los porcentajes más elevados se dan para Cr, Mn y Ni, mientras que Co, Cu, Zn y Pb se presentan en menores proporciones siendo mínimos los contenidos para As, Cd y Hg. En los suelos, los más abundantes son el Mn, Cr, Zn, Ni y Pb (1-1.500 mg/kg; el Mn puede llegar incluso a 10.000 mg/kg).
En menores concentraciones se encuentran Co, Cu y As (0,10-250 mg/kg) y con mínimos porcentajes Cd y Hg (0,01-2 mg/kg) según Bowen (1979). El contenido en metales pesados de los suelos, debería ser función únicamente de la composición del material original y de los procesos edafogenéticos que dan lugar al suelo. Pero la actividad humana incrementa el contenido de estos metales en el suelo, siendo la causa más frecuente de las concentraciones tóxicas.
De hecho, esto sucede debido a los vertidos de origen antropogénico que tienen lugar, procedentes sobre todo de actividades mineras e industriales, aplicación de plaguicidas o tráfico rodado. Como consecuencia de ello, se emiten grandes cantidades de partículas a la atmósfera que, después de un cierto tiempo de permanencia en ella, precipitan en los suelos lejos del lugar en donde han sido vertidas.
Las concentraciones anómalas de metales pesados que se presentan en un suelo pueden deberse a causas naturales, por ejemplo, los suelos desarrollados sobre serpentinitas presentan altos contenidos de elementos como Cr, Ni, Cu y Mn. Estos metales pesados son muy estables en el suelo y en el proceso natural de transformación de las rocas para originar a los suelos suelen concentrarse, pero, en general, sin rebasar los umbrales de toxicidad.
Además los metales pesados presentes en las rocas se encuentran bajo formas muy poco asimilables para los organismos. Las rocas ígneas ultrabásicas (peridotitas y serpentinitas) presentan los contenidos más altos en metales pesados, seguidas de las rocas ígneas básicas (gabros y basaltos). Las menores concentraciones se encuentran en las rocas ígneas ácidas (granito) y en las rocas sedimentarias (areniscas y calizas). Los porcentajes más elevados se dan para Cr, Mn y Ni, mientras que Co, Cu, Zn y Pb se presentan en menores proporciones siendo mínimos los contenidos para As, Cd y Hg. En los suelos, los más abundantes son el Mn, Cr, Zn, Ni y Pb (1-1.500 mg/kg; el Mn puede llegar incluso a 10.000 mg/kg).
En menores concentraciones se encuentran Co, Cu y As (0,10-250 mg/kg) y con mínimos porcentajes Cd y Hg (0,01-2 mg/kg) según Bowen (1979). El contenido en metales pesados de los suelos, debería ser función únicamente de la composición del material original y de los procesos edafogenéticos que dan lugar al suelo. Pero la actividad humana incrementa el contenido de estos metales en el suelo, siendo la causa más frecuente de las concentraciones tóxicas.
De hecho, esto sucede debido a los vertidos de origen antropogénico que tienen lugar, procedentes sobre todo de actividades mineras e industriales, aplicación de plaguicidas o tráfico rodado. Como consecuencia de ello, se emiten grandes cantidades de partículas a la atmósfera que, después de un cierto tiempo de permanencia en ella, precipitan en los suelos lejos del lugar en donde han sido vertidas.
- Cadmio
El Cd no es un elemento esencial para el crecimiento de las plantas y de los animales pero resulta altamente tóxico para ambos grupos a pesar de que sus niveles naturales en el medio ambiente no suelen causar toxicidad. Debido a su persistencia durante mucho tiempo en los suelos, su rápida absorción por las plantas y la acumulación de concentraciones perjudiciales para éstas y para los animales, resulta de gran interés conocer los niveles de cadmio en el suelo. Su contenido medio en la corteza terrestre es de alrededor de 0,10 mg/kg, siendo esta cifra del mismo orden de magnitud que en el suelo. Sin embargo, dependiendo del material de partida, en algunos suelos naturales la concentración total de Cd puede alcanzar valores próximos a 3 mg kg.
Se observa que cuando se encuentra gran cantidad de Cd en los suelos, también hay Zn, debido a un origen natural o no. La concentración de zinc puede influir sobre la absorción de cadmio por las plantas, debido a que ambos elementos tienen una estructura iónica similar, de modo que la proporción Zn/Cd tanto en la roca (del orden de 500) como en el suelo (del orden de 1.000), es relativamente constante. Dicha relación pone de manifiesto que a lo largo de los procesos edafogenéticos, los horizontes se van enriqueciendo en Zn.
Se observa que cuando se encuentra gran cantidad de Cd en los suelos, también hay Zn, debido a un origen natural o no. La concentración de zinc puede influir sobre la absorción de cadmio por las plantas, debido a que ambos elementos tienen una estructura iónica similar, de modo que la proporción Zn/Cd tanto en la roca (del orden de 500) como en el suelo (del orden de 1.000), es relativamente constante. Dicha relación pone de manifiesto que a lo largo de los procesos edafogenéticos, los horizontes se van enriqueciendo en Zn.
- Cromo
Se admite que este elemento no es esencial para la planta aunque en pequeñas cantidades favorece su crecimiento; sin embargo, está demostrado que sí lo es para los animales y el hombre. Los altos niveles de Cr que se encuentran en las plantas pueden ser debidos a la contaminación del suelo .
Algunos autores han atribuido la escasa vegetación sobre suelos serpentiníticos a la toxicidad del cromo; por el contrario otros autores han encontrado un aumento en la producción de cultivos de patata después de añadir Cr al suelo. La corteza continental posee, por término medio, entre 80 y 100 mg/kg de Cr, pero el contenido de este elemento puede ser mucho más elevado, estando los máximos íntimamente asociados con las serpentinitas y magmatitas ultramáficas.
En este tipo de rocas, la concentración de Cr se puede incrementar hasta valores cercanos a los 3.400 mg/kg. Su contenido en rocas ígneas ácidas y en rocas sedimentarias es mucho menor, oscilando entre 5 y 120 mg/kg. La influencia de la roca madre resulta, pues, fundamental en el caso del Cr ya que es un elemento poco móvil.
En condiciones naturales, la mayor parte de este elemento se encuentra en las rocas de la corteza y en los suelos como Cr3+ (crómico), más estable, y también como Cr6+ (cromato). Con frecuencia, la mayor parte del Cr3+ es un constituyente de la red del óxido denominado cromita (FeCr2O4), siendo éste un mineral muy resistente a la meteorización y normalmente asociado con rocas máficas y ultramáficas. El Cr3+ puede reemplazar al Fe3+ y Al3+ en muchos minerales.
El estado de oxidación-reducción y el pH del suelo intervienen en las formas en que el Cr se halla presente en el suelo, no obstante, su contenido en el mismo es inherente al material de partida y, por ello, se aprecian elevadas concentraciones de Cr en suelos derivados de rocas máficas y volcánicas.
Algunos autores han atribuido la escasa vegetación sobre suelos serpentiníticos a la toxicidad del cromo; por el contrario otros autores han encontrado un aumento en la producción de cultivos de patata después de añadir Cr al suelo. La corteza continental posee, por término medio, entre 80 y 100 mg/kg de Cr, pero el contenido de este elemento puede ser mucho más elevado, estando los máximos íntimamente asociados con las serpentinitas y magmatitas ultramáficas.
En este tipo de rocas, la concentración de Cr se puede incrementar hasta valores cercanos a los 3.400 mg/kg. Su contenido en rocas ígneas ácidas y en rocas sedimentarias es mucho menor, oscilando entre 5 y 120 mg/kg. La influencia de la roca madre resulta, pues, fundamental en el caso del Cr ya que es un elemento poco móvil.
En condiciones naturales, la mayor parte de este elemento se encuentra en las rocas de la corteza y en los suelos como Cr3+ (crómico), más estable, y también como Cr6+ (cromato). Con frecuencia, la mayor parte del Cr3+ es un constituyente de la red del óxido denominado cromita (FeCr2O4), siendo éste un mineral muy resistente a la meteorización y normalmente asociado con rocas máficas y ultramáficas. El Cr3+ puede reemplazar al Fe3+ y Al3+ en muchos minerales.
El estado de oxidación-reducción y el pH del suelo intervienen en las formas en que el Cr se halla presente en el suelo, no obstante, su contenido en el mismo es inherente al material de partida y, por ello, se aprecian elevadas concentraciones de Cr en suelos derivados de rocas máficas y volcánicas.
- Níquel
El Ni es un elemento integrante de la corteza terrestre, con contenidos relativamente elevados. El contenido medio de este elemento en la litosfera varía entre 2,94 y 3,96%., el contenido medio de Ni en la corteza continental se sitúa alrededor de 45 mg/kg, y tanto en las rocas ultramáficas, con proporción elevada de olivino, como en serpentinas pueden llegar incluso a apreciarse niveles de Ni superiores a 8.000 mg/kg. La concentración media de este elemento en el granito es de 2 mg/kg, mientras que en el material ultrabásico es de 78 mg/kg.
En las rocas ígneas la concentración media de Ni fue de 75 mg/kg y para las rocas sedimentarias osciló entre 2 y 70 mg/kg. Por tanto, los contenidos de Ni en el suelo están íntimamente relacionados con los de la roca madre. Otros factores que afectan al contenido de Ni en los suelos son el tipo de suelo, el grado de desarrollo del mismo, el contenido en arcilla, el contenido en sesquióxidos secundarios y, por último, la materia orgánica presente en él.
En la mayor parte de los suelos naturales, su concentración de referencia oscila entre 5 y 50 mg/kg. Tras la combustión del carbón o del petróleo y también como consecuencia del tráfico rodado, el Ni puede pasar a la atmósfera y posteriormente depositarse en el suelo. Se ha estimado que dependiendo de la contaminación atmosférica existente, la cantidad de Ni presente en el agua de lluvia oscila entre 5 y 150 g/ha/año.
En las rocas ígneas la concentración media de Ni fue de 75 mg/kg y para las rocas sedimentarias osciló entre 2 y 70 mg/kg. Por tanto, los contenidos de Ni en el suelo están íntimamente relacionados con los de la roca madre. Otros factores que afectan al contenido de Ni en los suelos son el tipo de suelo, el grado de desarrollo del mismo, el contenido en arcilla, el contenido en sesquióxidos secundarios y, por último, la materia orgánica presente en él.
En la mayor parte de los suelos naturales, su concentración de referencia oscila entre 5 y 50 mg/kg. Tras la combustión del carbón o del petróleo y también como consecuencia del tráfico rodado, el Ni puede pasar a la atmósfera y posteriormente depositarse en el suelo. Se ha estimado que dependiendo de la contaminación atmosférica existente, la cantidad de Ni presente en el agua de lluvia oscila entre 5 y 150 g/ha/año.
- Plomo
El Pb es considerado un elemento bastante tóxico para las plantas no resultando esencial para su crecimiento. Frecuentemente se ha detectado en suelos contaminados, a pesar de que presenta una toxicidad menor que el Cd, y por supuesto, inferior a la del Hg. La absorción de Pb por las plantas está influenciada por propiedades del suelo tales como el pH, el contenido en materia orgánica, el contenido en fósforo y la capacidad de intercambio catiónico.
En la corteza continental el contenido medio de Pb es de alrededor de 15 mg/kg, pudiendo alcanzar valores próximos a 70 mg/kg en los esquistos. Los esquistos negros tienden a presentar niveles elevados de este elemento. En suelos no contaminados el contenido de Pb oscila entre 2 y 60 mg/kg y solamente en algunos casos se superan los 100 mg/kg. El rango natural de este elemento está comprendido entre 2 y 200 mg/kg, con un valor medio de 10 mg/kg.
Los elevados contenidos de Pb en el suelo se encuentran asociados a las actividades antropogénicas así, por ejemplo, se ha observado que en algunas áreas asociadas a la minería del carbón se han registrado contenidos de Pb cercanos a los 4.000 mg/kg, estando relacionado con cantidades elevadas de otros elementos como Zn, Cu y Cd. Incluso en áreas próximas a industrias del acero se han registrado contenidos de Pb de hasta 3.000 mg/kg.
Dentro de un pequeño intervalo de distancias en los bordes de las vías de comunicación con tráfico denso, el contenido medio de Pb fue de 700 mg/kg. En general, la concentración de Pb cerca de las carreteras desciende exponencialmente en función de la distancia, de manera que a pocos metros es prácticamente inapreciable la deposición de este elemento.
El Pb alcanza el suelo, básicamente, a través de las emisiones atmosféricas y de las actividades antropogénicas, en particular mediante el tráfico rodado, que supone emisiones de Pb entre 20 y 30 veces superiores a las de origen natural inducidas por la actividad volcánica. Como consecuencia de su baja movilidad en el perfil del suelo, el Pb tiende a acumularse en las capas superficiales del mismo, a causa de su escasa solubilidad y gran capacidad de adsorción.
Fuente de la figura: Google imàgenes
4.1 Importancia de los micronutrimentos del suelo en las plantas y los animales.
En la corteza continental el contenido medio de Pb es de alrededor de 15 mg/kg, pudiendo alcanzar valores próximos a 70 mg/kg en los esquistos. Los esquistos negros tienden a presentar niveles elevados de este elemento. En suelos no contaminados el contenido de Pb oscila entre 2 y 60 mg/kg y solamente en algunos casos se superan los 100 mg/kg. El rango natural de este elemento está comprendido entre 2 y 200 mg/kg, con un valor medio de 10 mg/kg.
Los elevados contenidos de Pb en el suelo se encuentran asociados a las actividades antropogénicas así, por ejemplo, se ha observado que en algunas áreas asociadas a la minería del carbón se han registrado contenidos de Pb cercanos a los 4.000 mg/kg, estando relacionado con cantidades elevadas de otros elementos como Zn, Cu y Cd. Incluso en áreas próximas a industrias del acero se han registrado contenidos de Pb de hasta 3.000 mg/kg.
Dentro de un pequeño intervalo de distancias en los bordes de las vías de comunicación con tráfico denso, el contenido medio de Pb fue de 700 mg/kg. En general, la concentración de Pb cerca de las carreteras desciende exponencialmente en función de la distancia, de manera que a pocos metros es prácticamente inapreciable la deposición de este elemento.
El Pb alcanza el suelo, básicamente, a través de las emisiones atmosféricas y de las actividades antropogénicas, en particular mediante el tráfico rodado, que supone emisiones de Pb entre 20 y 30 veces superiores a las de origen natural inducidas por la actividad volcánica. Como consecuencia de su baja movilidad en el perfil del suelo, el Pb tiende a acumularse en las capas superficiales del mismo, a causa de su escasa solubilidad y gran capacidad de adsorción.
Los Micronutrimentos del suelo y las plantas
Fuente de la figura: Google imàgenes
4.1 Importancia de los micronutrimentos del suelo en las plantas y los animales.
La disponibilidad de los micronutrientes es esencial para el adecuado crecimiento y desarrollo de las
plantas y para obtener rendimientos elevados. Cuando existe deficiencia de uno o varios elementos
menores, éstos se convierten en factores limitantes del crecimiento y de la producción , aunque existan
cantidades adecuadas de los otros nutrientes.
En los últimos años se ha incrementado el uso de los micronutrientes en los programas de fertilización
debido principalmente
- La continua remoción de elementos menores por los cultivos que en algunos casos, ha
disminuido la concentración de éstos en el suelo a niveles abajo de lo necesario para el
crecimiento normal.
- El cultivo intensivo, con un mayor uso de fertilizantes para aumentar rendimientos, que ha
incrementado la utilización de elementos menores los cuales no son devueltos al suelo al
remover la cosecha.
- La excesiva acidez de los suelos que reduce la disponibilidad de algunos micronutrientes.
- El uso de fertilizantes de alta pureza que ha eliminado el aporte de los elementos menores que en
pequeñas cantidades estaban presentes en productos de más baja calidad usadas en el pasado.
- Un mejor conocimiento de la nutrición vegetal que ha ayudado a diagnosticar deficiencias de
elementos menores que antes no eran atendidas.
El papel de los micronutrientes es sumamente complejo y está asociado con procesos esenciales en los que
trabajan conjuntamente con otros nutrients.
A continuación se presenta de manera muy general las
principales funciones de los seis micronutrientes:
- Zinc: Interviene en la formación de hormonas que afectan el crecimiento de las plantas. Participa
en la formación de proteínas. Si no hay una cantidad adecuada de Zinc en la planta, no se
aprovechan bien el Nitrógeno ni el Fósforo. Favorece un mejor tamaño de los frutos.
- Boro: Se relaciona con el transporte de azúcares en la planta. Afecta la fotosíntesis, el
aprovechamiento del Nitrógeno y la síntesis de proteínas. Interviene en el proceso de floración y
en la formación del sistema radicular de la planta y regula su contenido de agua.
- Hierro: Es necesario para la formación de la clorofila, es un constituyente importante de algunas
proteínas y enzimas. Es catalizador en los procesos de oxidación y reducción de la planta.
- Cobre: Catalizador para la respiración y constituyente de enzimas. Interviene en el metabolismo
de carbohidratos y proteínas y en la síntesis de proteínas.
- Manganeso: Influye en el aprovechamiento del nitrógeno por la planta, actúa en la reducción de
los nitratos. Importante en la asimilación del anhídrido carbónico (fotosíntesis) y en la formación
de caroteno, riboflavina y ácido ascórbico.
- Molibdeno: Es importante en la síntesis de proteínas y en la fijación simbiótica del Nitrógeno.
También ha sido asociado a los mecanismos de absorción y traslación del hierro.
¿Qué es “Elemento 6”?
Es un fertilizante que se utiliza para revenir y corregir deficiencias de elementos menores en todos los
cultivos. A continuación se detalla el porcentaje de cada elemento que contiene este producto:
Boro……………………………….1.45%
Zinc……………………………….4.50%
Cobre……………………………..3.20%
Hierro…………………………….7.50%
Manganeso……………………….8.15%
Molibendo………………………0.046%
Azufre………………………………15%
¿Por qué necesita aplica “Elemento 6”?
Porque para lograr condiciones óptimas de crecimiento y producción es necesario que los seis elementos
menores se encuentren disponibles en cantidades adecuadas y en forma asimilable para las plantas.
“Elemento 6” contiene estos nutrientes en una formulación balanceada y al aplicarse están disponibles en
forma 100% asimilable por las plantas.
- Cálculo de la dosis exacta para aportar
Los micronutrientes se aportan en cantidades muy pequeñitas y las concentraciones de los paquetes que podemos comprar no son muy altas.
Normalmente, en los cálculos de fertirrigación, se calcula en ppm (partes por millón) o mg por litro, estableciendo el siguiente rango de aplicación.
Por supuesto, en el aporte de micronutrientes, el hierro es el más importante y se coge como base a la hora de calcular la dosis total.
Microelementos:
Fe Mn Cu Zn B Mo Ppm o mg/L
1.5-2 0.8 0.06 0.15 0.4 0.05
Para interpretar estos datos, a priori, difíciles de comprender, nos basta con hacer unos cálculos sencillos tomando el hierro como referencia.
Si tenemos, por ejemplo, un naranjo en una maceta y queremos aportar un cóctel de micros, la dosis la calculamos de la siguiente manera:
Riqueza en microelementos y composición:
Hierro (Fe)(EDDHA) ......... .. 2.25 %
Zinc (Zn) .......................... .... 1.12 %
Manganeso (Mn) .................. 3.30 %
Cobre (Cu) ............................ 0.27 %
Molibdeno (Mo) .................... 0.20 %
Boro (B) ................................ 0.65 %
Hacemos el siguiente cálculo.
1,5 (ppm Fe) / 0,0225 (riqueza Hierro micronutriente)= 65 g/m3 de agua de riego.
Para generalizar, la dosis que se suele aportar de forma periódica es de 1,2 kg por hectárea de cultivo.
Si tenemos un pequeño huerto de 10 m2, la dosis será de 1,2 gramos cada 7-15 días.
Hierro (Fe)(EDDHA) ......... .. 2.25 %
Zinc (Zn) .......................... .... 1.12 %
Manganeso (Mn) .................. 3.30 %
Cobre (Cu) ............................ 0.27 %
Molibdeno (Mo) .................... 0.20 %
Boro (B) ................................ 0.65 %
Hacemos el siguiente cálculo.
1,5 (ppm Fe) / 0,0225 (riqueza Hierro micronutriente)= 65 g/m3 de agua de riego.
Para generalizar, la dosis que se suele aportar de forma periódica es de 1,2 kg por hectárea de cultivo.
Si tenemos un pequeño huerto de 10 m2, la dosis será de 1,2 gramos cada 7-15 días.
Las plantas necesitan ciertos nutrientes que son fundamentales para su crecimiento pleno y el logro de rendimientos óptimos. Las consecuencias de la falta de estos nutrientes pueden variar desde crecimiento perjudicado y decoloración de las hojas hasta la pérdida de los cuerpos fructíferos. En todos los casos los rendimientos de las cosechas disminuyen.
- Las plantas deben extraer los siguientes nutrientes de la tierra:
Los micronutrientes normalmente se formulan como productos líquidos a fin de aumentar la disponibilidad de nutrientes para la planta. Estos productos tienen un alto contenido sólido, y los ingredientes activos (es decir, los micronutrientes) normalmente son muy densos. Esto significa que son muy susceptibles a la sedimentación y a otras fuerzas desestabilizadoras. Por lo tanto, la elección del dispersante adecuado es de suma importancia para desarrollar una formulación exitosa.
Los micronutrientes a menudo se formulan en forma de suspensiones concentradas (SC) o dispersiones en aceite (OD). Tenemos innumerables productos capaces de presentar un buen desempeño en estas condiciones y ejemplos de formulaciones que se pueden seguir.
La ciencia ha identificado 17 nutrientes esenciales para un crecimiento vegetal saludable. 8 de esos nutrientes se requieren en cantidades pequeñas (boro, cloro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, níquel y zinc), también conocidos como micronutrientes. Además hay otros elementos benéficos, más no esenciales que incluyen el cobalto, el silicio, el selenio, el vanadio, etc.
Algunas veces los micronutrientes son relegados a un segundo plano; sin embargo son la llave para el aprovechamiento de otros nutrientes y por ende para el crecimiento, desarrollo y rendimiento vegetal.
Es bien sabido que los micronutrientes desempeñan muchos roles complejos en el desarrollo y salud de las plantas. Los micronutrientes promueven el crecimiento vigoroso y estable de cultivos que producen mayores rendimientos y tienen mejor calidad de cosecha, al aumentar al máximo el potencial genético de las plantas. En especial, su presencia puede tener gran impacto sobre el desarrollo radicular, el amarre de los frutos y el llenado de los granos, así como viabilidad de las semillas, el vigor y la salud de las plantas.
La deficiencia o toxicidad de micronutrientes puede dar como resultado achaparramiento, bajos rendimientos, acronecrosis e incluso muerte de las plantas. Los micronutrientes también benefician a las plantas indirectamente a permitirles alimentarse de microorganismos que habitan en el suelo y que tienen un papel importante en los diversos ciclos de nutrientes dentro del sistema suelo-raíz.
Actualmente hay gran cantidad de evidencia sobre cultivos que crecen en suelos con bajos niveles de micronutrientes y no proveen los niveles adecuados de ciertos elementos requeridos por el ser humano, aun cuando los cultivos no muestren señales visibles de deficiencia. En el 2000 el Reporte Mundial de la Salud identificó la deficiencia de hierro y de zinc entre los riesgos más graves a la salud humana. Se sabe o se sospecha que la mala nutrición por carencia de micronutrientes contribuye al desarrollo de un amplio rango de padecimientos, incluyendo menor resistencia a las infecciones, discapacidades relacionadas con el aprendizaje y menor desarrollo y crecimiento en los infantes y los niños.
- La Relación con el Suelo
Los micronutrientes se presentan de manera natural en los minerales del suelo que se descomponen gradualmente a partir de minerales de roca y son liberados en formas aprovechables para las plantas.
La disponibilidad es un concepto de vital importancia, ya que los suelos pueden contener micronutrientes, pero tal vez no esté en formas en las que las que las raíces puedan absorberlos. Las características físicas del suelo y las condiciones ambientales desempeñan roles esenciales en la forma y el tiempo en el que los nutrientes, en especial los micronutrientes, están disponibles para las plantas.
Por ejemplo, la lixiviación de ácido puede eliminar micronutrientes del suelo, tal y como lo hace el cultivo intensivo. De la misma forma, el uso excesivo de fertilizantes fosfatados puede disminuir la disponibilidad de algunos micronutrientes, en particular el hierro y el zinc.
En otros casos, los extremos en el pH del suelo pueden dar resultar en menor disponibilidad de micronutrientes, o incluso pueden producir toxicidad. La mayoría de las plantas tienen un rango de pH “ideal” en el que los micronutrientes del suelo son lo suficientemente solubles para satisfacer las necesidades de las plantas sin ser tan solubles como para volverse tóxicos.
El suelo en sí también es importante. Los suelos que tienen muy bajo o muy alto contenido de materia orgánica, con textura arenosa; así como los suelos de arcilla pesada pueden producir desequilibrio de micronutrientes. La erosión del suelo puede arrastrar el humus y la materia orgánica que contienen los nutrientes. Los suelos fríos y húmedos pueden hacer más lento o impedir el desarrollo de las raíces.
Debido a que se requieren micronutrientes en muy pequeñas cantidades para una nutrición adecuada, el rango entre “suficientes” micronutrientes y “demasiados “micronutrientes es mucho más estrecho en el caso de los macronutrientes. La toxicidad por micronutrientes puede dañar o retardar el crecimiento de las plantas y afectar los rendimientos; sin embargo la toxicidad rara vez proviene del exceso de fertilización.
En realidad la fitotoxicidad por micronutrientes está asociada con fuentes de contaminación como la aplicación constante de agua y lodos residuales; y la aplicación excesiva de fungicidas base cobre o zinc. El agua de riego contaminada también puede ser una fuente de fitotoxicidad por micronutrientes.
- Deficiencias Comunes
Algunos cultivos y tipos de suelos son más propensos a ciertos tipos de deficiencias de micronutrientes que otros. Por ejemplo, la deficiencia de boro en alfalfa, la deficiencia de cobre en trigo, maíz y soya; y la deficiencia de molibdeno en soya.
Las deficiencias de zinc ocurren con frecuencia en suelos erosionados con alto contenido de fósforo, suelos de textura arenosa, con pH elevado y suelos calcáreos. Los suelos mal drenados también pueden presentar esta deficiencia.
Algunos de los síntomas más comunes ante los que es preciso estar atentos es el achaparramiento, retraso en la maduración, hojas con amarillamiento o marchitez (en especial las hojas jóvenes), puntos de crecimiento muertos y aumento en las enfermedades radiculares.
Estos síntomas ocurren con frecuencia en parches irregulares dentro de los campos y pueden presentar una apariencia de estar siendo afectados por sequía. Recuerden que algunas veces las plantas tienen “hambre oculta” de micronutrientes, en cuyo caso los cultivos no muestran síntomas visibles pero se obtienen menores rendimientos en la cosecha.
Aun cuando los síntomas visibles y las condiciones de suelos sospechosas pueden elevar la posibilidad de deficiencias de micronutrientes, el mejor método para identificar un problema y poner en práctica una solución viable es el análisis periódico de suelo y tejido vegetal. Los laboratorios y los departamentos de extensionismo locales pueden orientar a los productores en el uso de esos análisis, sin embargo ambos tienen fortalezas y limitaciones.
El análisis de suelo solo puede medir la cantidad de nutrientes presentes mediante métodos analíticos; no mide los niveles totales ni su disponibilidad para las plantas. Al combinar un análisis anual de suelo con el análisis periódico de tejido vegetal, los distribuidores y los productores pueden definir las proporciones de nutrientes existentes y dar un diagnóstico más exacto de las probables deficiencias, así como elegir la mejor receta para contrarrestarlas.
El tiempo también es un elemento importante. Los análisis realizados durante las etapas tempranas y a mediados del ciclo de crecimiento vegetal, pueden dar tiempo para corregir cualquier problema; sin embargo las muestras de tejido tomadas durante las últimas etapas de crecimiento sirven para determinar las acciones correctivas para el siguiente cultivo.
Si creen tener un problema, tomen muestras de las plantas y del suelo tanto de áreas afectadas como de áreas sin problemas. La comparación de los resultados de ambos análisis les dará mejor idea del problema y de las medidas que deberán poner en práctica.
- Considerando los métodos de aplicación
El método de aplicación depende del productor, ya que puede aplicar el producto directamente al suelo (en banda o como abono lateral); directamente a la superficie de la planta (por aspersión foliar), o mediante el agua de riego (fertirriego). La aplicación convencional de fertilizantes al suelo es la práctica más común antes de la siembra y se utiliza equipo agrícola para esparcir o asperjar el material en el suelo.
Durante la siembra o después de la emergencia, es común utilizar nutrientes líquidos o granulados aplicados en banda o como abono lateral. La fertilización aplicada al suelo lleva los nutrientes directamente al suelo, en donde pueden ser regulados y almacenados para después ser suministrados al cultivo conforme se vayan requiriendo.
Por otro lado, el fertirriego ofrece la ventaja adicional de aplicar nutrientes en los períodos críticos del cultivo en cuanto a demanda hídrica, con lo cual llegan al suelo y también pueden penetrar las hojas sin el riesgo de utilizar equipo agrícola que compacte el suelo o dañe las plantas (también llamado “tizón de hierro”). Una de las desventajas de este sistema es que algunos fertilizantes pueden producir corrosión, pueden obstruir el equipo de riego, o los productores pueden requerir invertir en equipo especializado para el sistema de riego.
Las aspersiones foliares también sirven para aplicar micronutrientes. Las fuentes de alta calidad de micronutrientes pueden permear y diseminarse en toda la superficie de las hojas. Las ventajas de la aspersión foliar es que se logra una aplicación uniforme en todo el campo con bastante facilidad; las dosis de aplicación de nutrientes por este medio son menores a las dosis utilizadas en el suelo; los nutrientes pueden ser combinados con otros productos de protección de cultivos para reducir los costos de aplicación y la respuesta ante los nutrientes aplicados puede ser casi inmediata. Por lo tanto, las deficiencias de micronutrientes identificadas durante el ciclo de crecimiento pueden ser corregidas con facilidad.
Un beneficio adicional es que las aplicaciones foliares sirven para mejorar cualquier limitación de disponibilidad de nutrientes en el suelo debido a problemas de pH. Sin embargo, las aspersiones foliares pueden ser poco efectivas en plantas jóvenes que tienen menor superficie foliar; pueden quemar las hojas si las aspersiones tienen demasiada concentración de sal y pueden tener poco efecto residual como para reabastecer el suelo de nutrientes para la siguiente época de siembra.
4.3 Aplicaciones de los micronutrimentos al suelo o adicionamiento a las plantas y animales.
- Desarrollando un plan de micronutrientes
Es importante tener un plan integral para el manejo de micronutrientes a fin de obtener los mejores rendimientos posibles, conforme a la inversión y a los esfuerzos adicionales que se realicen. Recuerden, si permiten que las deficiencias de micronutrientes se conviertan en un factor limitante para el desarrollo de sus cultivos, también limitarán o desperdician el agua de riego adicional, los fertilizantes con macronutrientes y el resto de los recursos y tiempo que inviertan.
La planificación inicia sabiendo cuáles de sus campos y cuáles de sus cultivos son más susceptibles a sufrir deficiencias de macronutrientes y para ello es preciso realizar de manera rutinaria análisis de suelo y de tejido vegetal. Una vez que hayan identificado y tratado con éxito los problemas, mantengan registros de las medidas aplicadas, para utilizar esa información como referencia en el futuro. Asimismo, es esencial monitorear de manera continua sus campos de cultivo para detectar problemas de micronutrientes potenciales. Deben estar conscientes de cualquier condición especial ya sea ambiental o física que pueda llegar a afectar la disponibilidad de los micronutrientes en sus campos de cultivo.
Las necesidades de micronutrientes varían con el tipo de suelo, el cultivo sembrado, la fuente disponible de nutrientes y si el cultivo está bajo temporal o bajo riego. Si desean recomendaciones más específicas, utilicen los recursos que tienen a nivel local y revisen los resultados de los análisis de suelo y tejido vegetal junto con un extensionista o con un especialista técnico (de su proveedor.
Es importante encontrar las mejores soluciones de micronutrientes, incluyendo las cantidades y el tiempo de aplicación adecuado, para lograr un equilibrio saludable de todos los nutrientes que se requieren para obtener cultivos vigorosos que produzcan los rendimientos óptimos.
Vídeo Complementario sobre los micronutrientes y las plantas
Fuente del video: Youtube.com
Bibliografía y fuentes de apoyo utilizadas
www.infoagro.com. (s.f.). Elementos del suelo
esenciales para las plantas. Obtenido de http://www.infoagro.com:
http://www.infoagro.com/abonos/elementos_suelo_esenciales_plantas.htm
Agrologica. (06 de diciembre de 2012). Cálculo práctico
de la cantidad de materia orgánica a aportar a un suelo. Obtenido de
http://blog.agrologica.es:
http://blog.agrologica.es/calculo-ejemplo-practico-de-la-cantidad-de-materia-organica-aportar-suelo-plan-abonado-abono/
Equipo Editorial. (16 de nov de 2016). Los
micronutrientes como la clave para mejores rendimientos. Obtenido de
www.hortalizas.com/:
https://www.hortalizas.com/nutricion-vegetal/los-micronutrientes-como-la-clave-para-mejores-rendimientos/
FAO. (1992). Los Fertilizantes y su Uso. Roma:
Asociación Internacional de las Industrias de los Fertilizantes.
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