El Papel del Cobalto en las Leguminosas


El papel del cobalto (Co) como un nutriente esencial en las plantas no ha sido demostrado, a pesar de ser un elemento esencial para animales y organismos procariontes, como las algas verde-azules (cianobacterias). Sin embargo, el Co promueve el crecimiento en algunas especies vegetales mediante la mejora en el crecimiento de organismos simbiontes de la raíz. Por lo tanto, el Co se considera un elemento benéfico para las plantas, sobre todo para las leguminosas desde hace ya casi 60 años. El Co es absorbido como ion Co2+ por las raíces y es transportado por el flujo transpiratorio, acumulándose en los márgenes y puntas de las hojas. Tiene mayor movilidad cuando esta acomplejado en sustancias orgánicas. Cuando se absorbe vía foliar, es inmóvil y tiende a formar quelatos de igual forma que sucede con cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn) y zinc (Zn).

Funciones del cobalto

El papel del Co en las plantas es aún poco comprendido. Algunos efectos de este elemento que se han observado son: 1) retraso en la senescencia foliar, 2) aumento en la resistencia de las semillas a la sequía, 3) regulación en la acumulación de alcaloides en plantas medicinales, y 4) Bloqueo de la síntesis de etileno. A pesar de esos efectos, la función más conocida del Co es como constituyente de la coenzima cobalamina (vitamina B12 y derivados), de la cual dependen distintas enzimas para la fijación de nitrógeno (N2) por bacterias de los géneros Rhizobium y Bradyrhizobium que viven en los nódulos de las raíces de las leguminosas. La cobalamina ayuda en la síntesis de leghemoglobina, proteína que ayuda a proteger a las enzimas involucradas en la fijación de N2, que son sensibles al oxígeno (O2).

Cultivo de alfalfa en etapa adulta.

Figura 1.  El papel principal del cobalto en las leguminosas, como la alfalfa, está relacionada con la fijación biológica de nitrógeno. 

Fuente: Intagri, 2010.

El Co tiene propiedades químicas similares al  níquel (Ni2+) e incluso es absorbido dentro de las células mediante los mismos canales. Con base al peso seco de las plantas,  el Co se encuentra en concentraciones de 0.1 a 10 mg/kg en las plantas, pero en las leguminosas (plantas acumuladoras de Co) pueden contener por arriba de 1000 mg/kg por planta. 

Efectos de la deficiencia de cobalto

La deficiencia de Co afecta el desarrollo y función de nódulos en las raíces debido a que se ve disminuida la síntesis de metionina, lo cual lleva a una baja síntesis de proteínas y contribuye a un menor tamaño en las bacterias capaces de fijar N2. Plantas de leguminosas cultivadas en suelos con bajos niveles de Co,tienen menor actividad en sus nódulos comparadas con aquellas a las que se les proporciono este elemento. La baja actividad en los nódulos reduce también la actividad de la nitrogenasa o el contenido de N en las plantas. De igual forma, la infección de Rhizobium es a menudo más baja que en plantas donde se les proporciona Co y el inicio de la fijación de N es retrasado por varias semanas. En leguminosas, la deficiencia de Co se asocia con síntomas de deficiencia de N (amarillamiento y retraso en el crecimiento), pues estas dependen de la fijación de N2. Bajo suelos deficientes de Co, la concentración del elemento en las plantas depende de la especie y el lugar donde se cultiva, pues la concentración en las semillas varía dentro de la misma especie al cultivarlas en otro lugar.

Aplicación de cobalto

El tratamiento de semillas con Co es un procedimiento efectivo para ayudar en la fijación de N2 y el crecimiento de las leguminosas cultivadas en suelos deficientes de este elemento. La respuesta a la fertilización en campo con Co en leguminosas es rara, pero se han demostrado en suelos arenosos. Por otra parte, las aplicaciones foliares pueden ser efectivas pero es mejor su efecto combinado con el tratamiento a las semillas. En plantas forrajeras, la aplicación de Co no solo aumenta la fijación de nitrógeno sino que también mejora su calidad nutricional. Suelos de textura fina (arcillosos), suelen tener mayor contenido de Co en relación a los de textura gruesa (arenosos). La dosis de Co necesaria para mejorar el crecimiento de las leguminosas es baja y oscila entre 40 a 140 g/ha (Havlin et al., 2014). Sin embargo, la concentración crítica de Co necesaria en los suelos para satisfacer las necesidades de la planta varía entre especies. Las dosis de Co ya sea mediante  aplicaciones al suelo, aplicaciones foliares o tratamientos a las semillas son muy bajas, por lo que es necesario que se hagan investigaciones adicionales para mejorar la comprensión del comportamiento del Co.

Efecto del cobalto en cultivos de leguminosas

Chícharo. En chícharo, dosis de 8 mg de Co al suelo aumenta el crecimiento, nivel de nutrientes, número y tamaño de los nódulos, rendimiento de vainas y calidad. En un estudio sobre tres variedades de chícharo, se encontró una variación en sus características hortícolas cuando se aplicó una combinación de ácido ascórbico (2 mg/L) más CoCl2 (150 mg/L); con incrementos significativos en el contenido de N y proteína cuando se compararon con plantas no tratadas.

Sembradío de soya.

Figura 2.  La deficiencia del cobalto se asocia con síntomas de deficiencia de nitrógeno.

Fuente: Intagri, 2000.

Soya. Soya cultivada solo con N-atmosférico y sin N-mineral tiene una fijación rápida de nitrógeno y crecimiento con 1.0 o 0.1 ppm de Co, pero tienen un crecimiento mínimo sin adiciones de Co.

Cacahuate. En cacahuate, 8 ppm de Co aumenta significativamente la actividad de la enzima nitrogenasa y subsecuentemente mejora el crecimiento y rendimiento, así como la calidad de las vainas y el rendimiento del aceite. Este efecto se atribuye a la mejora en la fijación de N.

Frijol. En frijol, la aplicación de 1 ppm de Co permite incrementar en un 53 % el rendimiento.

Las investigaciones relacionadas a la nutrición de las plantas han demostrado que no sólo es un nutriente para bacterias fijadoras de N, sino que también es beneficioso para numerosas plantas no leguminosas. Por ejemplo en camote, 10 mg de Co tiene efecto sobre el crecimiento de la raíz, rendimiento y calidad  en el contenido de almidón, azúcares, ácido ascórbico, N, fósforo, potasio, manganeso, zinc y cobre. En manzana el Co ayuda a retrasar la senescencia y mantener por más tiempo la fruta fresca. El Co en flores como el cempasúchil, crisantemo o en rosa, retrasa el envejecimiento y de este modo extiende su vida útil. Por otra parte, se ha estudiado que la aplicación foliar de una solución que contiene 1000 ppm de sulfato de Co antes de la diferenciación de los botones florales del mango, reduce la malformación de flores entre 84 y 94 %.

Cita correcta de este artículo

INTAGRI. 2017. El Papel del Cobalto en las Leguminosas. Serie Nutrición Vegetal Núm. 102. Artículos Técnicos de INTAGRI. México.  3 p.

Fuentes consultadas

  • Broadley, M.; Brown, P.; Cakmak, I.; Feng, M. J.; Rengel, Z.; Zhao, F. 2012. Beneficial Elements. En P. Marschner (Ed), Mineral Nutrition of Higher Plants. Ed. Elsevier. EE. UU. 249-269 p.
  • Kaur, S.; Kaur, N.; Siddique, K. H. M.; Nayyar, H. 2015. Beneficial Elements for Agricultural Crops and Their Functional Relevance in Defence Against Stresses. Archives Of Agronomy And Soil Science. 62 (7). 905-920 p.
  • Weisany, W.; Raei, Y.; Allahverdipoor, K. H. 2013. Role of Some of Mineral Nutrients in Biological Nitrogen Fixation. Bulletin of Environment, Pharmacology and Life Sciences. 2 (4): 77-84 p.
  • Ortega, A. E.; Malavolta, E. 2012. Los Más Recientes Micronutrientes Vegetales. Informaciones Agronómicas de Hispanoamérica. (7). 16-25 p.
  • IPNI. s.f. Nutri- Facts: Cobalt. IPNI. (15). 2 p.
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Comentarios

Anónimo comentó:
Publicado: 2017-10-24 13:41:57


Anónimo comentó:
Publicado: 2017-11-02 16:04:24

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alvaro_bonilla comentó:
Publicado: 2017-11-02 16:05:38

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