Existen elementos esenciales para las plantas, los cuales pueden ser clasificados por su concentración en el tejido vegetal. Los elementos de mayor concentración en la planta son conocidos como macronutrimentos (C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S) y aquellos que se encuentran en menor concentración son llamados micronutrimentos (Fe, Mn, B, Cu, Zn, Mo, Cl, Ni). Además de los elementos esenciales existen otros que son considerados benéficos para las plantas, debido a que estimulan el crecimiento pero no son esenciales para el desarrollo o lo son pero sólo para ciertas especies y/o bajo condiciones específicas. Dentro de estos elementos benéficos podemos citar a los siguientes:
|
Figura 1: Efectos de los elementos beneficiosos Al, Co, Na, Se, y Si, responsables de la promoción del crecimiento en las plantas. Fuente: Pilon, et al. 2009. |
Sodio (Na). En el suelo se encuentra como catión monovalente (Na+) y algunas plantas lo contienen en concentraciones más propias de un macronutriente, particularmente las halófitas que gustan de sales. El sodio puede ser usado en pequeñas cantidades, al igual que los micronutrientes, como auxiliar para el metabolismo y la síntesis de clorofila en plantas C4. En algunas plantas puede ser empleado como sustituto parcial del potasio, además de ser útil en la apertura y el cierre de estomas, lo cual ayuda a regular el equilibrio interno de agua. La deficiencia de sodio se presenta como necrosis o quemaduras en las puntas y las orillas de las hojas, similar a la toxicidad asociada a micronutrientes.
Silicio (Si). La planta lo absorbe en forma de ácido monosilico (Si(OH)4). Se le atribuye el aumento de la resistencia a patógenos, debido a que el silicio actúa en la rigidez estructural de las paredes celulares al reforzar el tejido epidérmico y formar una doble capa cuticular protectora en las células epidérmicas de hojas y raíces. Lo anterior, sirve como barrera contra la invasión del estilete de las plagas y el micelio en el caso de las enfermedades fúngicas. Cereales como el arroz y el maíz tienen un mejor desarrollo con suplementos de silicio, elemento que puede llegar a constituir hasta el 10 % del peso seco de estas plantas. Este elemento también participa en la reducción de la toxicidad por otros elementos, ayuda en
|
Cuadro 1: Descripción general del contenido de elementos Al, Co, Na, Se, y Si, responsables de los efectos benéficos para las plantas. Fuente: Pilon, et al. 2009 |
|||
|
Elemento |
Concentración en las plantas (peso seco) |
Función benéfica |
Hipótesis sobre modo de trabajo |
|
Al |
<0.1 % no acumuladoras ≥0.1 % acumuladoras |
-Crecimiento de las plantas -Resistencia al ataque de los herbívoros |
-Aumenta la actividad antioxidante -Aumenta la disponibilidad del P -Disminuye la toxicidad de Fe |
|
Co |
10-6-0.001 % no acumuladoras
>0.1 % acumuladoras |
-Crecimiento de las leguminosas -Retrasa la senescencia semilla --Resistente a sequía -Resistencia al ataque de los herbívoros |
-Cofactor esencial para la nitrogenasa bacteriana -Inhibe la biosíntesis de etileno |
|
Na |
<0.05 % no halófitas >0.25 % en halófitas |
-Crecimiento de la planta -Puede sustituir a K como osmoregulador -Puede facilitar la absorción de nitrato |
-Regeneración de fosfoenolpiruvato -Estas plantas C4 / CAM utilizan fosfoenolpiruvato (PEP) para fijar carbono atmosférico durante la fotosíntesis, y es necesario el Na para la regeneración de PEP a partir de piruvato |
|
Se |
0.01 % no acumuladoras 0.01 %-0.1% acumuladoras ≥ 0.1 % Hiperacumuladoras |
-Crecimiento de las plantas -Resistencia a ataques de patógenos y de herbívoros
|
-Aumenta la actividad antioxidante -Previene la toxicidad de P -Se volátil, disuade a los herbívoros y acumulado es tóxico |
|
Si |
<0.5 % mayoría de las especies
10-15 % monocotiledóneas, Equisetum arvense y Commelináceas |
-Crecimiento de las plantas -Resistencia a patógenos y ataque de herbívoros -Resistencia al estrés abiótico (Metales pesados , salinidad , sequía , radiación UV y temperaturas extremas)
|
-Fortalece las paredes celulares -La activación o la síntesis de moléculas relacionadas con el estrés SAR -como bioactividad -La regulación del transporte de metales -Aumenta la actividad antioxidante -La exclusión de sodio a partir de raíces |
el desequilibrio de nutrientes, protege contra la radiación UV y favorece la tolerancia a sequía, salinidad y heladas. El síntoma de su deficiencia se manifiesta como necrosis en hojas maduras, llegando a causar un marchitamiento de las plantas.
Cobalto (Co). El cobalto es un componente esencial de la cobalamina, necesaria para las actividades de varias enzimas y bacterias del tipo Rhizobium y Cyanobacteria en la fijación de nitrógeno en plantas de leguminosas. Otros efectos benéficos del cobalto en las plantas es la inhibición de la biosíntesis de etileno y mejoramiento en la resistencia de las semillas a la sequía, además de que tiene un papel importante para la síntesis de alcaloides en plantas medicinales. En tomate ayuda a retrasar la senescencia y en manzanas mantiene la fruta fresca. Su deficiencia es percibida por los síntomas de deficiencia de nitrógeno en las legumionosas.
Aluminio (Al). A pH menor a 5 el aluminio se solubiliza en el suelo y puede afectar seriamente a los cultivos cuando los niveles son elevados, inhibiendo el crecimiento de las raíces mediante la alteración de la arquitectura y la interrupción de elongación de la raíz (Figura 2). Por otro lado, en dosis bajas puede ser altamente beneficioso, ya que reduce la toxicidad producida por el exceso de fósforo, hierro, cobre o zinc. También incrementa la actividad de enzimas antioxidantes que contribuyen a un mayor crecimiento de la planta. Las plantas que acumulan este elemento en sus tejidos son capaces de protegerse del ataque de plagas.
|
Figura 2: Efecto del aluminio en altas concentraciones sobre el ápice de la raíz de trigo. Fuente: Delhaize y Ryan. |
Selenio (Se). Este elemento es absorbido por las plantas como anión SeO4-2 y forma aminoácidos que lo contienen en forma parecida a la cisteína y la metionina. Pequeñas cantidades de este elemento aplicadas al suelo mejoran el crecimiento de pasto ryegrass, papa y lechuga, retrasa la senescencia en lechuga, y protege de la radiación UV a plantas de lechuga y al pasto ryegrass. Lo anterior, asociado al mejoramiento de la actividad de enzimas como la glutatión peroxidasa. Aunque el selenio es generalmente tóxico para la mayoría de las plantas, existe un grupo de ellas, las denominadas plantas seleníferas, que lo acumulan, las cuales tienen una mayor tolerancia al ataque de plagas y enfermedades fúngicas. La biofortificación de los cultivos con selenio ha surgido como una alternativa para mejorar su consumo en la población humana en general.
Fuentes consultadas:
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).
Mehdawi, A. F.; Pilon, S. E. A. 2012. Ecological Aspects of Plant Selenium Hyperaccumulation. Plant Biology. 14(1). 1-10 p.
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.
Pilon, S. E. A. H.; Quinn, C. F.; Tapken, W.; Malagoli, M.; Schiavon, M. 2009. Physiological Functions of Beneficial Elements. Current Opinion in Plant Biology. 12(3). 267–274 p.
Feng, M. J. 2004. Role of Silicon in Enhancing the Resistance of Plants to Biotic and Abiotic Stresses. Soil Science and Plant Nutrition. 50 (1). 11-18 p.
Descargar nota completa
