H. Cárdenas, Tabasco. Martes 03 de Noviembre del 2013

7. MICRONUTRIMENTOS

Alumno:Sergio Salgado V.

Ingeniería en AgronomíaMateria:

Edafología

Universidad Popular de la Chontalpa“Producir y Socializar el Saber”

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Big Bang

H

Núcleo síntesis

C

O

Si

Fe

106 elementos

4600 000 000 años

Civilización 10 000 años

3

8.1. Los nutrimentos esenciales

Justus von Liebig (1803-1873), en buscar y sintetizar la información concerniente a la importancia de los elementos minerales en el crecimiento de las plantas y que la nutrición mineral.

Arnon y Stout (1939) un elemento sea considerado esencial:1. La planta no puede completar su ciclo de vida en ausencia del elemento 2. La función de este elemento no puede ser reemplazado por otro elemento3. El elemento debe participar directamente sobre el metabolismo de la planta

Las plantas contienen todos los elementos naturales, pero sólo 17 elementos esenciales para la nutrición de la planta.

Elementos benéficos, bloquean los efectos tóxicos de otros elementos y los que reemplazan a otros en menores funciones especificas como reguladores de la presión osmótica: Na, Si, etc.

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Carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), que en su mayor parte son tomados del agua y el aire (Núñez, 1990).

Nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), identificados como macronutrimentos primarios, por ser absorbidos en altas cantidades por las plantas y frecuentemente se requiere su aplicación (NPFI, 1988).

Calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S), llamados macronutrimentos secundarios porque aunque se requieren en cantidades relativamente altas por las plantas, sus deficiencias intrínsecas son poco frecuentes y su aplicación al suelo se debe a la necesidad de corregir problemas diferentes al de su posible deficiencia (Rodríguez, 1982).

 Boro (B), cloro (Cl), cobre (Cu), hierro (Fe), molibdeno (Mo), manganeso (Mn), zinc (Zn), y níquel (Ni); conocidos como micronutrimentos, se requieren en menor proporción (<50 ppm), pues sus funciones en la planta son de tipo metabólico y no estructural, (Mengel y Kirkby, 1982; Marschner, 1995).

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Cuadro 1. Concentración de los nutrimentos para un adecuado crecimiento

Elemento Símbolo Concentración Número de átomos

(ppm) (%)

MolibdenoNikelCobreZincManganesoHierroBoroCloroAzufreFósforoMagnesio CalcioPotasioNitrógeno

MoNiCuZnMnFeBClSP

MgCaPN

0.10.16

2050

10020

100------

--------

0.10.20.20.51.01.5

11

100300

1000200020003000

300006000080000

125000250000

1000000

Adaptado de Marschner (1995).

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Cuadro 2. Descubrimiento de los micronutrimentos,Marschner (1995).

Elemento Año y autor

FierroManganesoBoroZincCobreMolibdenoCloroNikel

1860 J. Sachs1922 J.S. McHargue1923 K. Warington1926 A.L. Sommer y C.B. Lipman 1931 C.B. Lipman y G. MacKinney1938 D.J. Arnon y >P. R. Stout1954 T.C. Broyer et al.1987 P.H. Brown et al.

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8.2. Papel de los micronutrimentos El estudio de los micronutrimentos ha cobrado una gran importancia en la producción agrícola debido a: 1. A la extracción de estos elementos por los cultivos, lo que ha contribuido a empobrecer los suelos, haciendo evidente la deficiencia; por ejemplo la deformación de los frutos de papaya en suelos de vega de río a causa de la deficiencia de Bo.  2. El empleo de variedades mejoradas que resultaron más exigentes en nutrientes debido a su alto potencial de rendimiento.

3. El uso de sales más puras para la fabricación de fertilizantes  4. El conocimiento sobre la nutrición de las plantas ha contribuido una mejor comprensión en los síntomas de las deficiencias.

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Cuadro 3. Elementos esenciales y su papel en la planta

Nutrimentos

Papel en la planta

 Nitrógeno  Fósforo   Potasio  Calcio  Magnesio Azufre

MacronutrimentosConstituyente de todas las proteínas, la clorofila, encontrándose en las coenzimas y los ácidos nucleicos. Importante en la transmisión de energía como parte del adenosín trifosfato. Constituyente de muchas proteínas, coenzimas, ácidos nucleicos y substratos metabólicos. Funciona en mecanismos de regulación como la fotosíntesis, translocación de carbohidratos, síntesis de proteínas. Componente de la pared celular, desempeña un papel en la estructura y permeabilidad de las membranas. Constituyente de la clorofila y activador de enzimas. Constituyente importante de las proteínas vegetales.

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Cuadro 3. Elementos esenciales y su papel en la planta

Nutrimentos

Papel en la planta

 Boro  Hierro Manganeso  Cobre Zinc  Molibdeno  Cobalto Cloro Níquel

MicronutrimentosAlgo incierto pero se cree que es importante en la transferencia de azúcares y en el metabolismo de carbohidratos. En la síntesis de clorofila y en las enzimas para la transferencia de electrones. Controla varios sistemas de oxidación-reducción, en la formación de O2 en la fotosíntesis. Catalizador para la respiración, constituyente enzimático. Participa en sistemas enzimáticos que regulan diversas actividades metabólicas. En la nitrogenasa es necesaria para la fijación de nitrógeno y su transformación en aminoácidos y proteínas. Esencial para la fijación simbiótica de nitrógeno. Activa la producción de O2 en la fotosíntesis. Activador de procesos enzimáticos

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La característica más importante de este diagnóstico es el lugar de la planta en que aparece la primera deficiencia Finck (1985).

1. Elementos móviles, aquellos nutrimento al momento de presentarse una deficiencia en las hojas jóvenes se trasladan rápidamente de las hojas viejas para satisfacer las necesidades de la planta, por lo que su deficiencia es fácilmente observada en las hojas viejas. 2. Elementos poco móviles, las deficiencias se presentan en las hojas jóvenes. Por ejemplo si el técnico observa los síntomas en: Hojas viejas. Significa que la planta carece un elemento móvil: N, P, K, Mg y S.  Hojas jóvenes. A la planta le falta un elemento poco móvil: Ca, Mn, Fe, Zn, Cu y B. Esta diferenciación sólo es posible en el estado inicial.

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La diferenciación entre clorosis y necrosis tiene también gran importancia. Las clorosis. Son decoloraciones amarillentas. La formación de clorofila se encuentra alterada pero los daños son reversibles, es decir, pueden corregirse por medio del abonado. Las clorosis persistentes son típicas de deficiencias de N, Mg, S y Fe, se convierten en necrosis al agravarse la deficiencia. Las necrosis. Son decoloraciones pardas que indican la muerte del tejido. Estos daños son irreversibles. Por medio del abonado es posible activar la formación de hojas nuevas, siempre que la planta no haya muerto totalmente. Las necrosis que aparecen como fase subsiguiente a una clorosis son típicas en las deficiencias de K, Mn y Cu.

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Cuadro 5. Abundancia de los elementos micronutrientes(ppm)

Elemento

Corteza

Rocas ígneas Rocas sedimentarias Suelos

Granito

Basalto

Caliza

Arena Esquisto

FeMnCoZnMoB

5500095055701.510

2700040010402

15

86000150010010015

38001100

4200.420

990010-100

30160.235

4700085045952.6100

10000-10000020-300010-80

10-3000.2-107-80

Mortvetd et al. (1983).

Cuadro 6. Minerales comunes que contienen a los micronutrientes

Elemento

Formas más corrientes en la naturaleza

Contenido del suelo (ppm)

FeMnCoZnMoBCl

Oxidos, sulfuros y silicatosOxidos, silicatos y sulfurosSulfuros, óxidos, y silicatosSulfuros, hidroxi-carbonatos

Boro-silicatos, boratosSulfuros, molibdatos

Cloruros

25000250010050502

50

Buckman y Brady (1991).

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8.5. Microelementos asimilables de los suelos 

8.5.1. Los diferentes estados de los microelementos en el suelo  1. La fracción soluble en agua o solución del suelo (pequeñas).2. La fracción cambiable 3. La fracción absorbida, quelatada o ligada.4. La fracción de los MS, arcillosos y los óxidos metálicos insolubles.5.  La fracción de los minerales primarios (Viets, 1962):

Estas primeras tres fracciones se hallan en equilibrio. Representan cantidades pequeñas para cada microelemento en relación a las cantidades totales, pero estas son las que aseguran el suministro de microelementos a las plantas.

Los análisis de suelos deberán por lo tanto extraer la totalidad o parte de estas tres fracciones (Lové, 1988).

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8.5.2. Factores que influyen en la asimilación de los microelementos La asimilabilidad de los micronutrimentos se mide por las cantidades extraídas por las soluciones extractoras de los análisis de suelos en paralelo con las cantidades absorbidas por las plantas.

A partir de cultivos sobre arenas, fertilizadas Cottiene et al. (1968): 1.  La absorción Fe y Cu eran menos variables2.  Las B y Mo, más correlacionadas con los contenidos del medio, y3. Las Mn y Zn eran las más dependientes de otros factores del medio. Los principales factores de los suelos que afectan la asimilabilidad de los microelementos son: pH, la M.O, la textura, la actividad microbiana, el régimen hídrico y el drenaje, y las condiciones de oxidorreducción.

15Figura 1. Diagrama de E. Truog (NPFI, 1988).

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M.QComplejos insolubles

con la M.O

Rocas madres y minerales primarios

M2+ M. QuelatadoIón libre complejo en

solución

Superficies de adsorción

(iones cambiables)

Quelatación o

Descomposición

Biomasa Microbiana

Extracción por lasplantas

Figura 2. Esquema de participación de la M.O del suelo en el estado de los microelementos metálicos (M), Sillampaa (1972).

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Cuadro 7. Principales interacciones entre los elementos nutritivos

Elementos Efectos de los elementos principales Efectos de otros microelementos

Hierro P negativo, K es variable (más bien positivo) Mn, Cu, Zn, Mo más bién un poco negativos, en el orden decreciente

Manganeso   Fe muy negativo

Zinc P muy negativo, N variable (efecto dilución negativo, efecto forma N).

Interrelación con Fe en la planta

Cobre N y P negativos Zn un poco negativo

Boro N negativo, P positivo, K variable, Ca negativo

Poco importantes, Mn ligeramente positivo, deficiente Cu efecto negativo sobre B.

Molibdeno P positivo, S negativo Fe totalmente negativo, Mn y sobre todo Cu negativos.

 

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8.6 Manejo de los micronutrimentos en suelos tropicales 

En los trópicos las deficiencias o toxicidades de los micronutrimentos han sido poco estudiadas, la mayor atención a estudiar de N, P y K; y el encalado en suelos ácidos.

Por la naturaleza de los suelos, se sabe que existen, deficiencias de:1.  Zn detectadas en suelos ácidos en el cultivo de cítricos2.  Boro en suelos de aluvión cultivados con papaya3.  Fe suelos alcalinos cultivados con soya4. Toxicidades de Fe, en suelos de sabana de Balancán en arroz.5.  Mn, B, K en palma de aceite

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Cuadro 8. Micronutrimentos Zn, Fe, Cu y Mn extractados con DTPA (Viets y Linsay, 1973).

Clase Zn Fe Mn Cu (ppm)Deficiente < 0.5 < 2.5 < 1.0 < 0.2 Marginal 0.5- 1.0 2.5- 4.5 0.2- 2.0 Adecuado > 1.0 > 4.5 > 1.0 > 2.0

Cuadro 9. Clasificación para Boro (B) extactable en agua caliente (Reisenawer et al. 1973).

Clase B (ppm)

Bajo < 1Adecuado 1- 3 Excesivo (tóxico) 3- 5

 

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Cuadro 13. Cantidades de algunos micronutrimentos presentes en algunos fertilizantes y estiércoles de granja (ppm, en base seca).

Fertilizantes B Mn Cu Zn Co Ni

Nitro-ChalkNitrato de sodioSulfato de amonioSuperfosfatoCloruro de potasioSulfato de potasioEstiércol de granja

--61114420

24861186410

2232443462

151015032120

0004106

200130010

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Cuadro 14. Dosis de fertilización y tipos de fertilizantes de los principales micronutrientes (Finck, 1985; Buckman y Brady,1991)..

Micronutriente

Forma asimilable

Dosis (kg/ha)

Tipos de fertilizantes

HierroManganesoZincCobreCloroBoroMolibdeno

Fe 2+

Mn 2+

Zn 2+

Cu 2+

Cl -

H2BO3 - HBO4

2-

MoO42-

17-5617-345-562-56 5-560.7-2

Sulfato de hierro, EDDHA-Fe, EDTA-Fe, FetrilonSulfato de manganeso, EDTA-Mn, MnOSulfato de Zn, EDTA-Zn, ZnOSulfato de Cu, EDTA-Cu, CuO, Meneltra-Cu- Bórax, ácido bórico, Molibdato de sodio y amonio,

Q

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Cuadro 15. Extracción de microelementos por dos métodos en Cocula, Gro. (Solis,1995).

Sitios Métodos analíticos

EDTA 0.05M Carolina del Norte

 12345

Fe Cu Mn Zn102.8 2.9 87.8 0.6 7.5 1.9 10.3 0.412.5 2.4 19.4 0.4 36.0 5.5 148.8 0.5 39.3 4.2 178.0 0.7

Fe Cu Mn Zn 0.2 0.1 10.0 t t 0.1 0.2 t t 0.1 0.0 0.7 0.3 0.1 8.7 0.1 0.2 0.1 10.6 0.1

Solís et al. (1995), evaluaron cuatro métodos para extraer micronutrientes en 12 tipos de suelos del valle de Cocula, Gro: EDTA 0.1 y 0.5 M, DTPA 0.05 M y Carolina del Norte.

El EDTA 0.05M, presentó las concentraciones más altas de los microelementos, siguiendo en orden descendente el EDTA 0.01M, DTPA 0.05 M y Carolina del Norte. (Cuadro 15).

Las diferencias observadas entre los métodos se deben a que no extrajeron algunas de las formas presentes como lo es la fracción soluble, intercambiable, quelatada de minerales secundarios, arcillosos y óxidos metálicos insolubles, y la fracción mineral.

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Rivera et al.(1995) encontró que en suelos calcáreos, la adición tanto de fósforo y fierro son más disponibles para el sorgo cuando se aplican en mezclas con el estiércol que cuando se aplican solos.

Tratamientos Contenido nutrimenta

l (%)

Nutrimento Extraído

(Mg/maceta)

M.S(g/maceta)

Estiércol (g/100 g Suelo)

Dosis(ppm)

00

1.51.5

0 200 P

0200

0.1950.2890.2310.331

43.480.366.8

100.3

22.131.228.829.0

00

1.51.5

0 50 Fe

050

186178184250

3.954.164.756.09

22.122.628.824.3

Cuadro 16. Rendimiento, P y F en la planta de acuerdo a la aplicación de estiércol y estos elementos en el suelo.

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 Cuadro 17. Concentraciones medias de metales

pesados extractables.Elemento Contenidos medios (ppm)

Suelo Planta

FeMnZnPbCdCr

61.485.910.54.3

0.310.01

120.349.025.58.3

0.320.99

  

Rodríguez y Méndez (1995) encontraron cantidades considerables de metales pesados en los suelos del ejido Flores Magón del valle de Atlixco, Puebla, los cuales, son regados con aguas residuales (Cuadro 17). Además, observaron que la disponibilidad de estos metales en el suelo presentan una relación directa con la acumulación de estos en los cultivos de alfalfa, cebolla, maíz y tomate; superando las concentraciones reportadas para estos cultivos.

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 Cuadro 18. Efecto de la aplicación de fertilizantes y estimulantes foliares en trigo.

Tratamientos Peso grano(g/m2)

Longitud de espiga (cm)

Concentración en planta

(ppm)Producto Dosis (ha) Fe Zn

TestigoPoligel fe-ZnGrofol 20-30ByozinePoltron plus

-1.0    L3.0  Kg0.5 L3.0 L

272 a294 b307 b233 a252 a

1.6  a1.7  a6.3 a6.0 a5.9 a

38.343.036.232.239.6

23.821.823.822.122.2

González y Gutiérrez (1996), evaluaron la aplicación de dos fertilizantes foliares y dos estimulantes en la producción de trigo en el Valle del Yaqui, Sinaloa. De los resultados obtenidos se concluye que los fertilizantes foliares no tuvieron un efecto significativo sobre las variables de estudio, ni en los contenidos de fe y Zn en la planta (Cuadro 18). Sin embargo, por los incrementos en el peso de los granos, es factible aplicar Poliquel Fe y Zn y Grofol 20-30.

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 Cuadro 20. Efecto de los ácidos humicos y sulfato de fierro sobre el crecimiento del tomate.

Tratamientos Altura(cm)

Rendimiento(9 plantas)

No. de frutos(9 plantas)

Productos Dosis(ppm)

TestigoSecuestrene 330Acido humico*Acido humico*Acido humico*Acido humico*

-50030060012001800

47.3 a52.6 b52.1 b50.5 b51.3 b49.9 b

10.7 a13.6 b12.4 b12.7 b13.6 b12.6 b

85 a118 b101 b103 b102 b106 b

*Tratamientos (Humitron GBM), mezclados con 500 ppm de sulfato de fierro.

Reyes (1997) evaluó la mezcla de ácidos humicos con sulfato de fierro sobre el rendimiento y la calidad del tomate en suelos calcáreos (Cuadro 20). La mezcla de ácidos humicos con sulfato de fierro fue estadísticamente igual que el de Secuestrene 330. Se sugiere que el ácido humico incrementa la absorción del sulfato de fierro.