Interactions between nutrients

Interacciones entre nutrientes

Es bien conocida la importancia que tiene aplicar la cantidad correcta de macro y micronutrientes a nuestro cultivo. Cuando una planta no dispone de alguno de estos elementos, lo muestra mediante unos síntomas que reconocemos como carencias. Sin embargo, algunas de estas carencias y en ocasiones excesos, no son producidas por la falta del elemento en cuestión sino por una mala combinación del resto de nutrientes en el suelo, en el interior de la planta o en ambos. Por eso, en este articulo vamos a abordar la importancia que tiene la relación o interacción existente entre los diferentes nutrientes y como puede afectar a la cosecha final.

por Iñaki García, CANNA Research

Uno de los primeros estudios que se realizaron sobre como interaccionaban los diferentes elementos nutrientes entre si fue el que realizó D.Mulder en 1953 en su estudio “Les elements mineurs en culture fruitière”. En él se presentó un gráfico, muy usado en la actualidad y el cual se ha ido ampliado por otros investigadores, que reflejaba tanto las relaciones antagónicas posibles como las estimulantes. Como podemos observar, el estudio de las interacciones entre nutrientes es un tema crucial para la mejora del rendimiento de los cultivos.

Interacciones entre nutrientes
-Mulder's Chart

A demás de tener un efecto directo sobre la nutrición de la planta, el sustrato en el que van a crecer también se ve directamente influenciado por las proporciones presentes en él de los elementos nutrientes. Los cationes o elementos que tienen carga positiva están en mayor o menor medida retenidos por las cargas negativas que presentan algunos de los componentes del suelo como las arcillas y la materia orgánica. Algunos cationes son el Na+, K+, Ca2+, Mg2+ y NH4+ así como el H+.

Las plantas absorben aquellos elementos que están disueltos en el agua, por lo que los elementos retenidos en el suelo no pueden ser directamente aprovechados. Sin embargo, en determinadas ocasiones, estos elementos pueden pasar al agua que hay en el sustrato y por lo tanto, pueden ser asimilados por la planta.

Cuanta más cantidad de cationes pueda retener un suelo o sustrato mayor CIC tendrá. La proporción en la que se encuentran los cationes en el suelo influye directamente en la textura que dicho suelo o sustrato tendrá.

Interacciones entre nutrientes

Algunas de las interacciones entre elementos nutrientes más importantes pero no todas, son las que se exponen a continuación.

Nitrógeno

Nitrógeno

Su forma amoniacal NH4+ y en particular una baja relación NO3-/NH4+, interaccionan negativamente con la absorción por parte de la planta de calcio, magnesio y potasio, de forma que un exceso de NH4+ puede llegar a provocar una carencia de alguno de estos tres elementos.

Este es un problema importante en cultivos hidropónicos donde generalmente se usan medios de cultivo inertes, de baja o nula capacidad de intercambio catiónico (CIC) y en los que la cantidad de calcio, magnesio y potasio disponible dependen únicamente de la solución nutriente, a diferencia de los suelos o sustratos con alta CIC en los que suele haber una gran cantidad de estos elementos retenidos en él.

También existe una interacción antagónica entre los aniones Cl- y NO3- de forma que un exceso de Cl-, muy común en aguas salinas y/o sódicas, puede reducir la absorción de NO3- por parte de la planta.

La relación N/K es también crucial en cultivos en los que la planta tiene que pasar de la fase de crecimiento (vegetativa) a la de floración o fructificación (generativa). El principal estímulo que hace que una planta de día corto o día largo pase del periodo vegetativo al generativo es el número de horas de oscuridad seguidas que recibe. Sin embargo, hay otros estímulos que condicionan en mayor o menor medida estos estados fenológicos como por ejemplo,la relación N/K.

El potasio es un elemento abundante en los frutos, con lo que su suministro debe de estar asegurado en los periodos generativos. Sin embargo, aunque haya mucho potasio, si su ratio con respecto al nitrógeno es muy bajo, se puede producir una reducción en la entrada en floración, derivando en plantas con muchas partes vegetativas (hojas y ramas) y pocas generativas (flores y frutos).

Potasio

Potasio

Determinar la correcta proporción de potasio a aplicar en un cultivo es fundamental debido a que interacciona tanto en el suelo como en la planta con fósforo, sodio, calcio y magnesio.

Hay que tener en cuenta que en suelos arcillosos o con alta CIC, cuando regamos con soluciones fertilizantes en las que el potasio está disuelto en su forma iónica, parte de este potasio es adsorbido por las partes minerales y húmicas del suelo.

De la misma forma, si regamos con una solución pobre en potasio, el que está retenido es liberado y por lo tanto, se vuelve disponible para la planta. A este potasio intercambiable y al que hay en la solución es el que se denomina potasio disponible y es, como su nombre indica, el que absorbe la planta con mayor facilidad.

Sin embargo, también se encuentra el potasio en formas no intercambiables las cuales están fuertemente fijadas a los componentes del suelo. Este potasio no está directamente disponible para la planta y solo pasa a la solución cuando los niveles de potasio intercambiable son muy bajos. El problema del aprovechamiento de este potasio radica en que el paso de la forma fija a la intercambiable es muy lenta, por lo que prácticamente no es aprovechado por la planta.

En relación con el calcio y magnesio, una carencia de potasio se puede dar si aplicamos un exceso de estos elementos de forma que el ratio K/Ca y K/Mg debe de ser siempre superior a 2 pero inferior a 10, ya que un exceso de K puede dificultar la absorción de calcio y magnesio. Un exceso de potasio también puede dificultar la absorción de algunos microelementos como el Zn. Esta interacción es muy importante tenerla en cuenta cuando usamos aguas muy duras con altos contenidos en calcio y magnesio.

Interacciones entre nutrientes

Fósforo

Fósforo

Un exceso de fósforo interacciona negativamente con la mayoría de microelementos (Fe, Mn, Zn y Cu), en algunas ocasiones debido a la formación de precipitados insolubles y en otras debido a procesos metabólicos en el vegetal que impiden el traslado del elemento nutriente desde la raíz al resto de partes de la planta como por ejemplo sucede con la interacción P/Zn. La interacción P/Fe parece estar regulada negativamente tanto a nivel celular como por la formación de complejos insolubles. La interacción P/Cu es debida normalmente a la formación de precipitados en el área radicular.

Las interacciones producidas a nivel genético pueden variar de una especie a otra e incluso entre variedades dentro de la misma especie. En el caso del fósforo, se ha encontrado que en algunas especies se produce un efecto positivo entre la cantidad disponible y la resistencia de la planta a la salinidad, de manera que un aumento de este elemento provocaría una mayor resistencia. Sin embargo, otros estudios concluyen que su efecto es negativo.

También se ha reportado una disminución en la disponibilidad de azufre y calcio cuando se aplican grandes cantidades de fosfatos, en el caso del calcio por la formación de fosfatos insolubles.

Por el contrario, el fósforo favorece la absorción de magnesio, con lo que una carencia en fósforo podría manifestarse también en una carencia de magnesio en el caso de encontrarse este último en pequeñas cantidades.

Tanto el NO3- como el NH4+ facilitan la absorción de fósforo. En el caso de NH4+, el motivo parece ser la excreción de iones H+ por parte de la planta cuando se administra el nitrógeno de esta forma en cantidades significativas. Estos H+ provocan una ligera acidificación del entorno radicular que puede favorecer la solubilidad de algunas sales de fósforo que de otra forma se encontrarían bloqueadas o en forma insoluble.

Magnesio

Magnesio

Aparte de las interacciones mencionadas anteriormente, es importante tener en cuenta la relación Ca/Mg. El mayor efecto que tiene esta relación sobre el cultivo es su influencia sobre la estructura del suelo. El calcio en el suelo tiende a mejorar la aireación mientras que el Mg favorece la adhesión de partículas del suelo. De esta forma, si el ratio Ca/Mg es muy bajo, lo que supone que gran parte del complejo de cambio estará ocupado por estos iones Mg, el suelo se vuelve menos permeable, perjudicando el desarrollo del cultivo. Por eso, el ratio Ca/Mg suele ser siempre superior a 1.

También es importante este ratio para el balance mineral en el interior de la planta. El ratio Ca/Mg en las hojas de algunas plantas suele ser de 2:1, lo que determina que se tenga que aplicar más cantidad de calcio que de magnesio mediante la solución nutriente.

La absorción de magnesio también se ve influenciada por los niveles presentes de Zn y Mn en el medio de cultivo de forma que un exceso de estos microelementos, además de ser tóxicos para la planta, pueden provocar una reducción en su absorción.

Interacción del Sodio con Calcio, Magnesio y Potasio

El sodio es un elemento que tiene un efecto negativo sobre la mayoría de los cultivos debido tanto a su toxicidad, acumulándose en determinados tejidos de la planta, como por su capacidad de actuar sobre la estructura del suelo modificando sus características de manera perjudicial al competir su adsorcion con otros cationes.

Cuando un suelo contiene un nivel de sodio que puede resultar perjudicial para el cultivo, se dice que es un suelo sódico. No hay que confundir este término con la salinidad, la cual indica el total de sales presentes en el suelo, sin especificar cual predomina de todas.

Hay dos formas de determinar si existe riesgo de que se produzcan daños por exceso de sodio. Una de ellas es calculando la relación entre el sodio y el resto de cationes que hay en disolución y que por lo tanto serán los que absorberá la planta. Es lo que se conoce como RAS y cuya formula es la siguiente:

Interacciones entre nutrientes

En base al valor de RAS, un agua de riego con valores superiores al 18 se considera como de alto contenido en sodio.

Otra forma es calcular que proporción de cationes sodio con respecto al resto están retenidos en el complejo de cambio y es lo que se conoce como proporción de sodio intercambiable

PSI = 100 x Na / CIC

De esta forma, un suelo se denomina sódico cuando su PSI es superior al 15%.

Por último, la relación entre calcio, magnesio y sodio puede verse alterada por la presencia de carbonatos y de bicarbonatos.

Es decir, aunque el Ca, Mg inicialmente se encuentren en cantidades mayores al Na, lo que sería correcto para evitar problemas, si regamos con aguas muy duras que contienen grandes cantidades de carbonatos y bicarbonatos, estos pueden hacer precipitar el calcio y magnesio en forma de carbonatos insolubles, produciendo un desequilibrio a favor del sodio y aumentando consecuentemente la RAS.

Este índice es el que se conoce como carbonato sódico residual y su formula es:

RSC=(CO3-+HCO3-)-(Ca+2+Mg+2)

Aguas del grifo con valores superiores a 2,5 no son recomendadas ya que pueden dar problemas.

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