El Hierro (Fe) en la Nutrición Vegetal


Abril de 2019

Autor: Equipo Editorial INTAGRI

El hierro (Fe) es un micronutriente esencial para las plantas, ya que desempeña funciones claves en la síntesis de clorofila, mantiene la estructura de los cloroplastos y la actividad enzimática. A pesar de que el hierro es el cuarto elemento más abundante en la tierra, y el suelo generalmente contiene entre 1 a 5 % de hierro total, la mayor parte del hierro en el suelo se encuentra en minerales de silicatos u óxidos e hidróxidos de hierro, formas que no están disponibles para las plantas, lo que puede causar deficiencias en los cultivos y mermar los rendimientos. La deficiencia de hierro, comúnmente conocida como clorosis férrica es uno de los desórdenes nutricionales más importantes que afecta a cereales, hortalizas y frutales, limitando su rendimiento y causando pérdidas económicas para los productores.

 
Hierro nutriente esencial

Figura 1. El hierro (Fe) es un nutriente esencial para las plantas, ya que desempeña funciones claves en la síntesis de clorofila y mantiene la estructura de los cloroplastos.

Fuente: Intagri.

 

El hierro (Fe) y la fotosíntesis

El hierro (Fe) es un nutriente primordial en la fotosíntesis al estar involucrado en la biosíntesis de la clorofila y la formación de las proteínas de los cloroplastos.

 
Hierro Nutrición vegetal

Figura 2. Funciones del Hierro en la planta.

Fuente: Álvarez, F. 2000.

 

Formación de proteínas Fe-S: ferredoxina y transferencia de e-1

La formación de ferredoxina y transferencia de electrones es esencial en la asimilación del nitrógeno (N) y azufre (S), la formación de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato reducida (NADPH) para la asimilación del dióxido de carbono en la fotosíntesis, y en la fijación biológica del nitrógeno. Las ferredoxinas son proteínas con cúmulos de hierro-azufre que funcionan como acarreadores de electrones en diversas rutas metabólicas de las plantas y algunas de las enzimas dependientes de la ferredoxina son:

  • Nitrito reductasa, que reduce el nitrito a amonio (NH3).
  • Glutamato sintasa, que sintetiza ácido glutámico y la síntesis de este aminoácido es el punto de entrada del nitrógeno a compuestos orgánicos, y ocurre en los cloroplastos o mitocondrias.
  • Sulfito reductasa, que reduce sulfito a sulfuro.
  • Ferredoxina-tiorredoxina reductasa, que reduce los puentes disulfuro de la tiorredoxina.

Síntomas de Deficiencias

El síntoma principal de la deficiencia de hierro (Fe) es la clorosis de las hojas más jóvenes. Inicialmente, se desarrolla una clorosis intervenal amarilla, que se caracteriza por una red verde de venas marcadamente contrastantes. También en las hojas viejas aparecen síntomas de amarilleo. En una deficiencia más avanzada la clorosis se vuelve blanca y las venas pueden perder su color verde. Las láminas foliares gravemente afectadas se vuelven necróticas; la necrosis generalmente se disemina desde la punta y los márgenes hacia las zonas intervenales.

 
Deficiencia de hierro en cultivos

Figura 3. Deficiencia de hierro en cítricos (A); Deficiencia de hierro en maíz (B); Deficiencia de hierro en manzano (C).

Fuente: T. N. Rao (A); M.K. Sharma and P. Kumar (B); L. S. Murphy (C), IPNI.

 

Factores que favorecen la deficiencia de hierro en las plantas

La deficiencia de hierro afecta el desarrollo de la planta y disminuye el rendimiento y la calidad de muchos cultivos sensibles, lo que provoca importantes pérdidas económicas para el agricultor. Los factores que contribuyen a la deficiencia de hierro en los suelos son:

1.- pH del suelo. Suelos con pH elevado favorecen la deficiencia del hierro en las plantas, debido a que cuando más alcalino es el suelo, la solubilidad del hierro disminuye al pasar al estado férrico (Fe3+). También la alta presencia de carbonatos provoca que el hierro se precipite en el suelo.

2.- Exceso de humedad y bicarbonatos. Suelos con alto contenido de agua pueden inducir la deficiencia de Fe, ya que el aire es desplazado de los espacios porosos del suelo y la respiración de la raíz disminuye el oxígeno y se incrementa la concentración de CO2, tanto en el suelo como en las raíces. Esto resulta en un incremento del bicarbonato (HCO3-) que produce una inmovilización de hierro y clorosis férrica.

3.- Excesivo nivel de fósforo en el suelo. Un alto nivel de fósforo en el suelo induce la deficiencia del hierro, debido a que se produce la precipitación de los iones fosfatos y férricos, dando lugar a los fosfatos de hierro, de insolubilidad muy elevada.

4.- Bajo nivel de materia orgánica. Las moléculas orgánicas de la fracción húmica del suelo son elementos fundamentales para complejar y solubilizar el hierro. Entre mayor contenido de materia orgánica, mayor complejación y disponibilidad del hierro para su absorción por las plantas.

5.- Respuesta variable de genotipo. Para superar la deficiencia de hierro, las plantas eficientes desarrollan diferentes estrategias:

Las plantas dicotiledóneas y no gramíneas desarrollan la estrategia I, donde aumentan el poder de reducción de Fe (III) de la raíz a través de una reductasa de quelato de Fe (III) junto con un aumento en la biosíntesis de un transportador de Fe (II) y la acidificación de la rizósfera. Las plantas gramíneas (estrategia II) liberan a los agentes quelantes de Fe específicos de la rizósfera, llamados fitosideróforos, para solubilizar el Fe de los suelos. Además, bajo la deficiencia de Fe y para aumentar la disponibilidad de este nutriente, las plantas exudan varios compuestos, principalmente (i) carboxilatos, como citrato y malato, que se originan en el metabolismo primerio, y (ii) fenólicos y flavinas, que se originan en el metabolismo secundario.

6.- Interacción negativa con otros iones. La presencia de cationes como el Manganeso, Cobre y Zinc provoca que la deficiencia de hierro se acreciente, debido a que se produce una competencia entre estos cationes por los agentes complejantes y transportadores.

Cita correcta de este artículo

INTAGRI. 2019. El Hierro (Fe) en la Nutrición Vegetal. Serie Nutrición Vegetal, Núm. 130. Artículos Técnicos de INTAGRI. México. 4 p.

Fuentes consultadas:

  • Lucena, J. J.; Hernandez, A. L. 2017. Iron nutrition in plants: an overview. Plant Soil, 418: 1-4.
  • Teresa, F. M. 2007. Fósforo: amigo o enemigo. ICIDCA, XLI (2): 51-57.
  • Hochmuth, G. 2011. Iron (Fe) of Plants. U.S. Department of Agriculture, UF/IFAS Extension Service, University of Florida, IFAS. Florida, EE.UU.
  • Eskandari, H. 2011. The Importance of Iron (Fe) in Plant Products and Mechanism of Its Uptake by Plants. Journal of Applied Environmental and Biological Sciences, 1(10): 448-452.
Clorosis férrica en cultivos

Figura 4. Deficiencia de hierro en aguacate (palto).

Fuente: Shimokawa H., M. A., IPNI.

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Comentarios

Anónimo comentó:
Publicado: 2019-05-03 07:33:42

Buenos dias . excelente la informacion , Gracias