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Unidad 7

Nutrición Mineral y

Producción Vegetal

ABA control NaCl

sorgo

Objetivos

-Estudiar la composición de elementos no minerales (C, H, O) y minerales (resto) de las plantas.

-Ver que existen 3 modalidades de cultivos de plantas en tierra, sustrato inerte y medio líquido.

-Aprender la preparación de soluciones nutritivas.

-Ver que afecta a la disponibilidad de los nutrientes de la planta.

-Observar que la plantas presentan carencias minerales y síntomas de deficiencia.

-Ver en que grado la Nutrición afecta a la producción vegetal.

Elementos esenciales, Arnon y Stout (1939):

1. Ciclo de vida completo

2. Función no reemplazable

3. Metabolismo: componente de molécula o reacción enzimática

No son objeto de la nutricion mineral-C: CO2-Fotosíntesis-H, O: H2O- Agua

para la Nutrición Vegetal

1.- Nutrientes que son elementos integrales de compuestos orgánicos, incluidos todos los aminoácidos y ácidos nucleicos:

C, N y S

Ej. Cisteína

Clasificación

2.- Nutriente esencial en la adquisición y utilización de la

energía, y en el genoma (ATP, ADP, ADN, ARN…): P

Ej. ATP Ej. ADN

Clasificación

3.- Nutrientes estructuralmente asociados con la pared celular:

Ca, B y Si

Haz de celulosa

hemicelulosa

Microfibrilla de celulosa

peptinas

Ej. Pared celulary el Ca

Clasificación

4.- Nutrientes que son constituyentes integrales de enzimas o de otras entidades esenciales del metabolismo:

Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, y Mo

Ej. PEPC

Clasificación

5.- Nutrientes que activan o controlan actividades enzimáticas:

K, Na, Cl, Mg, Ca, Mn, Fe, Zn, Cu

Ej. Superóxido dismutasa

Clasificación

6.- Funciones no específicas:

-Iones que sirven para compensar cargas positivas o negativas:

K, Na, NO3-, Cl, SO4

2-, Ca, Mg

-Iones que actúan en procesos osmóticos:K, Na, Cl, y NO3

-

Ej. Bomba de Na y K a través de la membrana

Clasificación

Modalidades de cultivo (según el sustrato):

Tierra Solido-Inerte Liquido-Hidropónico

Campo

Invernadero Invernadero Invernadero

Cámara de cultivo Cámara de cultivo Cámara de cultivo

Campo Invernadero Cámara de cultivo

- + Regulación

Bajo control Limitaciones de la luzde las condiciones: Aumentos de temperaturaNutricionales Poco materialTemperaturaFotoperiodo…

Modalidades de cultivo

Para estudios nutricionales no sirve el sustrato tierra, hay que utilizar otros tipos de sustratos

Sustratos

La demostración de que las plantas pueden crecernormalmente sin suelo ni materia orgánica probó que éstasson capaces de proveer todas sus necesidades a partir deelementos inorgánicos y la luz del sol.

Esta técnica de crecer las plantas con sus raícessumergidas en una solución nutriente sin tierra se llamacultivo hidropónico y requiere:1) un aporte constante de nutrientes2) un pH controlado3) y una buena oxigenación de las raíces.

Cultivo hidropónico

100% de medio hidropónico

medio hidropónico+soporte sólido inerte

Sustratos

Intercambio rápido de agua, nutrientes y oxigeno:

Arena de cuarzo o grava

Perlita Vermiculita Agar

Algodón Foam Fibra de coco…

Sustratos

Problemas:-el entorno de la raíz no es 100 % uniforme-puede aportar micronutrientes contaminantes-las raíces pueden sufrir daños al desenraizarlas

Medio Hidropónico

Sustratos

Taiz and Zeiger, Fig 5.1

Taiz and Zeiger, Fig 5.1

Sustratos

Taiz and Zeiger, Fig 5.1

Sustratos

Sustratos

Soporte corcho/plástico sujeta la planta erguida

Concentración de nutrientes

aireación

Herbicidas

Antibióticos

Hormonas

Sales

Sustratos

Sustratos

REQUERIMIENTOS BÁSICOS DE LAS SOLUCIONES NUTRITIVAS

*NUTRIENTES

-Macronutrientes

cationes: K, Ca, Mg

aniones: N, P, S

-Micronutrientes: Mn, Zn, Cu, Cl,Mo, Na, Ni, B, Fe

*pH 5-7

Soluciones nutritivas

Taiz and Zeiger, Tabla 5.3

Soluciones nutritivas

1) K-N 2) Ca-N 3) P-N

4) Mg-SSales de macronutrientes

Taiz and Zeiger, Tabla 5.3

Soluciones nutritivas

Diagnóstico de carencias minerales

Concentración crítica de un nutriente es la concentración de un nutriente en un tejido por debajo de la cual el crecimiento no es el óptimo

Problemas en la identificación de deficiencias en el campo:

1.Deficiencias en más de un elemento

2.Efectos de unos nutrientes sobre otros

3.Síntomas parecidos a infecciones

4.Algunos síntomas difieren según la especie

5.Distintos elementos pueden provocar síntomas parecidos: N y S

Carencias minerales

Taiz and Zeiger, Fig 5.2

Ácido

dietiléntriaminopentaacético

(DTPA)

Disponibilidad de nutrientes: Agentes quelantes

FeSO4H2OFe(NO3)2

FePO4

Precipita en solución

NaFeDPTAFeNaEDTA

disuelta en solución

Disponibilidad de nutrientes: pH

pHs suelo: 4-8pHs óptimos crecimiento: 5-7

Función del pH:1) Regula el equilibrio de oxido-reducción y la solubilidad

de nutrientesEj: Fe+3 pH 8 hidróxido férrico (insoluble)

2) Regulando a los transportadores de iones de la membrana.

Absorción diferencial entre cationes y aniones provoca un cambio en el pH de la solución nutritiva

Disponibilidad de nutrientes: pH

Nitrato NO3- /Amonio NH4

+

Nitrato NO3-

NO3-

H+

pH

H+

Amonio NH4+

NH4+

pHH+

Déficit de N (rábano) Déficit de Fe (tomate)

ELEMENTO MÓVIL ELEMENTO INMÓVIL

Disponibilidad de nutrientes: movilidad del elemento

N, P, K móviles deficiencia hojas viejas

B, Fe, Ca inmóviles deficiencia hojas jóvenes

Factor limitante en la productividad de los cultivos

•Aminoácidos (80-85%) y ácidos nucleicos (10%)

•Problemas de disponibilidad: fertilizantes

Nitrógeno

Síntomas de deficiencia en N:

•Plantas pequeñas

•Clorosis en hojas viejas (móvil)

•Antocianinas (púrpura)

controlSin N

girasol

apiorábano

trigo

remolacha

Nitrógeno

+N -N

zanahoria

+N -N

Una plaga no es una deficiencia…

1) Infección por virusej. “Virus del mosaico

de la sandia”

melón

2) Herbicidas(fitotoxicidad) ej. glifosato

soja

3) Nematodos

pimiento

4) Hongos ej. moho blanco

judía

Integración de conceptos aprendidos

1. Las plantas se componen por elementos esenciales que obtienen de la absorción del agua, la fotosíntesis y la nutrición mineral.

2. La planta para nutrirse crece en medios de tierra, soportes inertes suplantados con soluciones nutritivas líquidas ó en soluciones nutritivas 100% líquidas a los que llaman cultivos hidropónicos.

3. Los nutrientes que aportan estos medios hidropónicos son los elementos esenciales de los que se compone la planta. Depende de la concentración en la que se encuentren hablaremos de los macro- ó micronutrientes.

4. La falta de alguno de los elementos origina una carencia, ya sea porque falte del medio ó porque aunque esté, no sea accesible por la raíz. Dicha disponibilidad la regula principalmente el pH del sustrato.

5. Una carencia severa afecta gravemente a la producción vegetal de un cultivo.