El Níquel en la Nutrición y Fisiología Vegetal

Introducción

El Níquel es un micronutriente que no era esencial antes del 2003 cuando fue declarado por el Departamento de Agricultura de Estados Unidos como “Nutriente Esencial”, esto después de numerosos estudios para demostrar su importancia en la nutrición vegetal. Al principio se pensaba que este elemento era necesario únicamente para plantas leguminosas, fue hasta en 1987 cuando un estudio conducido por Patrick Brown de la Universidad de Davis demostró que es un nutriente esencial para plantas no leguminosas.

El Ni es absorbido por las plantas en forma de catión divalente Ni²⁺ y  es requerido por las plantas superiores en bajas concentraciones, necesario en el metabolismo del nitrógeno y la germinación de la planta. La deficiencia de Ni inhibe la acción de la ureasa y esto conlleva a la acumulación de urea que provoca la presencia de manchas necróticas en las hojas, también afecta el metabolismo de los ureidos, aminoácidos, ácidos orgánicos y estimula la acumulación del ácido oxálico y láctico en las hojas.

La ureasa es una enzima que tiene mucha importancia en la nutrición vegetal, ya que cuando se fertiliza con urea como fuente de nitrógeno, esta enzima es la responsable de hidrolizar la urea en amoniaco y así poder ser aprovechada por las plantas.

 

Deficiencia de Ni en nogal pecanero (Se requiere que las hojas del nogal contenga de 5-15 ppm del nutriente. (Foto: Cakmak).

Deficiencias de Níquel

La deficiencia de Ni bajo condiciones de campo produce “Oreja de Ratón” en el Nogal Pecanero (Carya illinoinensis), que es un trastorno que puede ocasionar graves problemas de crecimiento de este cultivo altamente sensible al Ni. En esta planta se considera necesario tener una concentración foliar de 5 y 15 ppm. En plantas que crecen en medios hidropónicos basados en urea, se han reportado que la deficiencia de Ni produce: síntomas de toxicidad en las hojas, reducción en el crecimiento y acumulación de concentraciones tóxicas de urea.

Por otro lado, se ha reportado en estudios recientes que el Ni es requerido para la viabilidad de las semillas de cebada, en semillas con concentraciones de 240 ng/g (ng=nanogramos) en materia seca (MS) se obtuvo una germinación del 95% mientras que a concentración de 40 ng/g en MS la germinación fue apenas del 30%. De igual manera cuando se presenta una baja concentración del micronutriente en las semillas el rendimiento en peso disminuye hasta en un 50%. Además de afectar el crecimiento foliar de las plantas (Kutman et al., 2013). En soya se observó que la deficiencia de Ni se agrava cuando la fuente de fertilización nitrogenada es la urea, esto debido a que el Ni ayuda a metabolizar a la urea y en su ausencia se acumula en las hojas provocando daños al cultivo.

 

Efecto del Ni en el cultivo de soya, se observa que en semillas con baja concentración de Ni no desarrolla adecuadamente, aunado a esto si no se aplica el micronutriente los efectos son más devastadores (Kutman et al., 2014).

El Níquel y su efecto en la tolerancia a glifosato.

En otro estudio, se evaluó el efecto del Ni en cultivos tratados con Glifosato, el herbicida más usado en el mundo para controlar malezas. Se ha demostrado que en cultivos tratados con Glifosato pueden disminuir su rendimiento hasta 70%, además de ocasionar daños como: achaparramiento, macollaje excesivo y desordenes hormonales (interrupción en el transporte de auxina e inducción de producción de etileno). El Ni es un micronutriente con alta afinidad con glifosato, por ello surge la interrogante sobre la posibilidad de que el Ni pudiera mitigar los daños del herbicida. El estudio conducido por Kutman et al. (2014), en cultivo de trigo se encontró que el Níquel evita que el glifosato provoque los daños mencionados al cultivo, en el mismo estudio se encontró que las semillas cosechadas en plantas tratadas con glifosato tienen mala calidad y poca viabilidad para germinación. La calidad y viabilidad para germinar mejoran cuando se aplica Ni con glifosato.

 

Aplicaciones foliares de Ni ayudar a mitigar los daños ocasionados por Glifosato, se observa mejor calidad en las semillas. (Kutman et al., 2014).

Dinámica en el suelo

El Ni está presente en el suelo de varias formas: Ni en la solución del suelo, intercambiable y no intercambiable, en minerales, y asociado con la materia orgánica.

La deficiencia de este nutriente puede presentarse por diversas causas como: bajo contenido de formas disponibles en el suelo, suelos con pH mayor a 7.0, suelos arenosos o con baja capacidad de intercambio catiónico, altos contenidos de Ca, Mg, Cu o Zn que inhiben la absorción de Ni, altos niveles de fósforo del suelo que reduce la disponibilidad de Ni en el suelo o dentro de las misma planta, suelos secos y/o fríos a principios de primavera, aplicaciones de altas cantidades de nitrógeno a principios de la primavera y, nematodos que dañan el sistema radicular.

Los requerimientos de Ni son del mismo orden de aquellos como el Molibdeno (Mo) y Cobalto (Co), que deben mantenerse una concentración de 0.05 mg Kg^-1 de materia seca, mientras que  los niveles tóxicos en las plantas están comúnmente en el rango de 25 a 50 mg Kg^-1.

Existen varios productos para aplicaciones foliares, incluyendo sulfato de níquel hexahidratado (NiSO₄×6H₂O) y quelatos sintéticos. Una o dos aplicaciones foliares de una solución con una concentración de 10 a 100 mg de Ni L^-1 (más urea y surfactante), pueden corregir la deficiencia y asegurar normal crecimiento. Las aplicaciones deben hacerse durante fases tempranas de expansión del follaje o poco después del aparecimiento de brotes. Esta práctica, es efectiva para la oreja de ratón en el nogal pecanero, y puede servir de base para otros cultivos frutales caducifolios.

Debido a las dificultades prácticas asociadas con la aplicación de Ni como fertilizante bajo condiciones de campo, la utilización de semillas ricas en Ni representa una estrategia práctica y efectiva para mejorar la condiciones nutricionales del Ni en los cultivos.

Fuentes:

• Cakmak, I. 2014. El Níquel en el Crecimiento Vegetal. Congreso Internacional de Nutrición y Fisiología Vegetal INTAGRI. Guadalajara, Jalisco, México.
• Kutman*, B.Y., Kutman*, U.B. and Cakmak, I. (2014) Effects of seed nickel reserves or externally supplied nickel on the growth, nitrogen metabolites and nitrogen use efficiency of urea- or nitrate-fed soybean. Plant and Soil 376:261-276.
• Kutman*, B.Y., Kutman*, U.B. and Cakmak, I. (2013) Foliar nickel application alleviates detrimental effects of glyphosate on grain yield and seed quality of wheat. Journal of Agricultural and Food Chemistry 61: 8364-8372.