Nutrición de Cultivos con Zinc

El Zinc (Zn) es uno de los micronutrientes que las plantas necesitan para tener crecimiento y reproducción normales. Sin embargo, a pesar de su importancia, el Zn es el micronutriente más deficiente en todo el mundo, aun cuando las necesidades de los cultivos son muy pequeñas. Actualmente se habla de deficiencia de Zn en un 40% de los suelos cultivados en todo el mundo y donde aproximadamente el 50% de los suelos agrícolas del mundo con producción de cereales presentan carencia de este elemento. El Zn es un micronutriente que desempeña un papel vital en funciones claves como la estructura de la membrana, fotosíntesis, síntesis de proteína y defensa frente a sequias y enfermedades.

El Zn en los suelos

Diversos investigadores han reportado que la concentración de Zn total en los suelos es del orden de 55 mg.kg-1 (ppm), donde el rango típico oscila entre las 10 a 300 ppm. Este contenido total se encuentra distribuido en tres fracciones. Estas son: Zn soluble (presente en la solución del suelo); Zn intercambiable (adsorbido a los coloides); y Zn fijado. De las tres fracciones sólo la que está en solución del suelo y el que puede ser fácilmente desadsorbido es disponible para las plantas (4 a 270 µg.L-1), pero también es fácilmente lixiviado como sucede en los suelos tropicales con altas precipitaciones pluviales.

Una de las funciones más reconocidas del Zn está relacionada con su impacto en el correcto funcionamiento y estabilidad estructural de muchas proteínas, donde cerca del 10 % de ellas necesitan a este elemento (2,800 proteínas aproximadamente) para desarrollar acciones reguladoras, catalíticas y estructurales.  Por lo tanto, la integridad estructural y funcional de las membranas biológicas depende de una cantidad suficiente de Zn.

Es fundamental tener una disponibilidad continua de Zn en la zona de raíces durante el crecimiento de las plantas, para que actúe sobre las membranas de las células radicales, de no ser así, éstas pierden su estabilidad y se vuelven permeables. Como consecuencia de estos trastornos estructurales en las membranas, las raíces siendo permeables exudan varios compuestos ricos en carbono (por ejemplo, azucares y aminoácidos) desde las raíces al suelo, que alimentan a los patógenos, y por ende, existe mayor susceptibilidad al ataque de estos organismos. Por esta razón, un adecuado aporte de Zn permite controlar la exudación de estos compuestos, y en consecuencia la infección de raíces por patógenos se reduce drásticamente.

El Zn es esencial en los sistemas de defensa de las células en contra de los radicales libres altamente tóxicos, ya que ofrece protección frente al daño foto-oxidativo. Las plantas que se desarrollan en condiciones de deficiencia de Zn no son capaces de utilizar toda la energía luminosa absorbida durante el proceso de fotosíntesis, lo que genera un exceso de esta energía en las células de las hojas, generando radicales libres de oxígeno, sumamente peligrosos que dañan la clorofila y los lípidos, dando lugar a un rápido desarrollo de clorosis y necrosis, sobre todo en días largos y con alta luminosidad. Lo anterior se debe a que una de las enzimas clave que ayuda a desintoxicar a la planta de radicales libres de oxígeno, la superóxido dismutasa, es sumamente dependiente del Zn, y la falta de este nutriente provoca mayor susceptibilidad de las plantas a la alta intensidad de la luz. Por ejemplo, la clorosis por deficiencia de Zn en cítricos se presenta sobre todo del lado donde les da el sol a los árboles. Una planta con un nivel adecuado de Zn genera mayor tolerancia a los factores de estrés ambientales, por ejemplo, el estrés por sequía

Uno de los primeros síntomas de deficiencia de Zn es la presencia de plantas pequeñas que resultan de una escasez de reguladores de crecimiento. En general, los síntomas de deficiencia de Zn pueden incluir: plantas pequeñas, áreas de color verde claro entre las nervaduras de las hojas nuevas, hojas pequeñas, entrenudos cortos. En el cultivo de maíz y sorgo se manifiesta en forma de bandas anchas de color blanco a cada lado de la nervadura central en las hojas jóvenes. En el cultivo del trigo las deficiencias provocan manchas necróticas de color café. En el arroz, cuando la deficiencia inicia se aprecian puntos de color rojizo en las hojas, posteriormente se aprecian manchas más grandes de este color.

La deficiencia de Zinc en las personas

Hoy en día en el mundo existen cerca de 2 mil millones de personas que están afectadas por la deficiencia de este nutriente y es un problema sumamente importante en los niños, especialmente en las zonas rurales. Lo anterior se debe a que el Zn tiene funciones bioquímicas, inmunológicas y clínicas en el desarrollo humano. Los principales efectos en la salud provocados por la deficiencia de Zn son: disminución del crecimiento, afectación al sistema inmunológico y el desarrollo neurológico, aumento de riesgo en partos prematuros, aumento de los riesgos de sufrir diarrea, enfermedades respiratorias y mortalidad, especialmente en la población infantil.

Las causas de la deficiencia de Zn en las personas se debe principalmente a su baja ingesta en la dieta, ya que en muchos países en desarrollo, los cereales contribuyen con casi el 75 % de la ingesta diaria de calorías, y estos particularmente tienen bajos contenidos de este nutriente, además de que casi el 50 % de los suelos destinados a la agricultura tienen algún grado de deficiencia de este elemento. a los factores de estrés ambientales, por ejemplo, el estrés por sequía

Las soluciones para erradicar las deficiencias de Zn en la dieta de las personas son: suplementos de este nutriente, a través de pastillas; fortificación de los alimentos; diversificar la dieta; y, biofortificar los cultivos agrícolas a través de la aplicación de fertilizantes con Zn y el fitomejoramiento. Cabe destacar que la población infantil requiere de 10 a 15 mg de Zn diariamente y que el cuerpo humano no puede sintetizar este elemento, por lo que se requiere ingerirlo mediante los alimentos.

De las posibles soluciones mencionadas anteriormente, la más viable a corto plazo es la fertilización de los cultivos con Zn, esto daría como resultados corregir la deficiencia en la planta,  aumentar en el contenido en grano, incrementar los rendimientos y las utilidades de los agricultores. Los fertilizantes con Zn que se recomiendan aplicar deben ser hidrosolubles, tanto en suelos ácidos como alcalinos, y en aplicaciones foliares se debe realizar una aplicación de este nutriente después de la floración, lo que provoca un incremento del contenido de este nutriente en el endospermo del grano, mejorando su rendimiento y calidad nutrimental.