Sinergismos y Antagonismos entre Nutrientes

Los nutrientes minerales son esenciales para mejorar el crecimiento y desarrollo de los cultivos; pero muchas veces su proceso de absorcion, asimilacion y transporte en sus formas ionicas por las plantas son explicados como si fueran procesos independientes uno de otro, cuando en realidad todos estos nutrientes interactuan entre si.

Al momento de su absorcion estos compiten por los transportadores debido a que estos muchas veces no son especificos para un ion en particular. La competencia entre los nutrientes esta influenciada por las propiedades del transportador y la concentracion de los iones del nutriente en la solucion; por lo tanto,  las interacciones que se dan entre los iones de los nutrientes pueden ser sinergicas o antagonicas.

Antagonismo entre nutrientes.

deficienciasEl antagonismo entre los nutrientes se produce por las interacciones entre iones con propiedades fisicoquimicas similares como es la valencia y/o el diametro del ion. La competencia que se da entre los iones puede darse por la entrada a un mismo canal proteico o por la union a una proteina transportadora. Dentro del grupo de elementos antagonicos podemos resaltar la competencia entre sulfato y molibdato, sulfato y selenato, potasio y magnesio, nitratos y cloruros, potasio y magnesio o la que se da entre potasio con amonio.

Amonio/Potasio. Ambos cationes son monovalentes, por lo que existe un efecto antagonico entre ambas formas ionicas. Se ha demostrado a traves de muchos estudios, que entre mas elevada sea la cantidad aplicada de amonio se tendra una menor absorcion de potasio por las raices y viceversa. Tambien podemos esperar que ante un exceso de potasio ocurra una deficiencia de magnesio, por estar presente este ultimo en la solucion del suelo en forma de cation. Para evitar el fenomeno antagonico entre estos nutrientes es recomendable realizar analisis de suelo para diagnosticar la disponibilidad nutrimental y establecer programas de fertilizacion balanceados.

Cuadro 1. Interaccion entre la absorcion y concentracion de NH4+ y K+ por las raices de maiz.

Fuente: Marschner, 2012.

(NH4+)2SO4 (mM) Concentraciones en raiz (µmol g-1 fw)

NH4+ K+

0.00 6.7 53.7

0.15 7.1 48.4

0.50 13.5 41.1

5.00 31.5 27.1

Cloro/Nitrato. Un fenomeno similar al que ocurre entre amonio y potasio, ocurre entre los aniones monovalentes de cloro y nitrato. Esta relacion de aniones en especial debe cuidarse, ya que el exceso de nitrato puede ocasionar problemas en la salud humana como la metahemoglobinemia, la cual afecta principalmente a los bebes, ademas de desencadenar la produccion de compuestos carcinogenos en hortalizas de hoja. Bajo la relacion antagonica que tienen estos aniones, una de las estrategias para reducir el contenido de nitratos en las hortalizas de hoja es la aplicacion de cloruros, que permite reducir la absorcion excesiva de este anion.

Manganeso/Magnesio. Suelos acidos tienen generalmente grandes cantidades de manganeso soluble, este cation  reduce la absorcion de magnesio por las plantas. Tambien altas cantidades de manganeso disminuyen la tasa de absorcion del potasio. Otro problema de los suelos acidos es el alto nivel en el contenido de aluminio soluble; este cation tambien reduce la absorcion de iones como calcio y magnesio.

Cuadro 2. Tasa de absorcion de Mg y Mn por las raices de soya con el aumento de las concentraciones de Mn en el sustrato.

Fuente: Marschner, 2012.

Suministro de Mn (µM)

Nutriente (µmol g-1 MS de raiz) 1.8 90 275

Mn 0.5 3.1 4.8

Mg 121.8 81.1 20.2

Cobre/Nitrogeno. Altas cantidades de nitrogeno inmovilizan al cobre y con ello aumenta el riesgo de su deficiencia. Se ha demostrado que las plantas presentan deficiencias de cobre cuando estas son sometidas a tratamientos donde la aportacion de cobre es minima, mientras que la de nitrogeno es elevada, demostrando que altos niveles de este ultimo inhiben la absorcion del cobre, disminuyendo el rendimiento de los cultivos.

Fosforo/Zinc. Entre mayor sea la aplicacion de fosforo menor absorcion de zinc. Tradicionalmente se creia que la razon de este antagonismo se debia a que se formaban complejos de Zn-P que se precipitaban; es una teoria validada, pero sin un sustento en su totalidad, se ha visto criticada por investigaciones recientes que mencionan  que este antagonismo no esta directamente relacionado con la interaccion de estos dos iones, sino mas bien a una inhibicion de la actividad de las micorrizas, responsables de la absorcion de mas del 35 % del zinc por las plantas, las cuales reducen su actividad por las altas concentraciones de fosforo.  El crecimiento del cultivo entonces se ve reducido por efecto de las altas concentraciones de fosforo, aunque niveles adecuados de zinc con niveles altos de fosforo favorecen y potencian el rendimiento. La aplicacion de micorrizas, solo es necesaria en suelos degradados, es decir, con un bajo contenido de materia organica. El fosforo tambien induce la deficiencia de hierro.

Sinergismo entre nutrientes

El sinergismo entre los nutrientes ocurre generalmente entre nutrientes que tienen diferente valencia y principalmente con nutrientes cationicos que estan relacionados con la absorcion de los iones de nitrogeno en forma de nitrato.

Cobre/Nitrogeno.  No se debe exagerar en la dosificacion de nitrogeno para evitar su antagonismo con el cobre como se ha explicado anteriormente. Cuando el suministro de cobre es suficiente y se tiene un aporte alto de nitrogeno, se genera un efecto positivo sobre el rendimiento del grano en el cultivo. El rendimiento que se alcanza al suministrarlos suficientemente, es superior al que se obtiene si se aplican de manera individual.

Potasio/Fosforo. Su efecto conjunto en el rendimiento del cultivo es superior al rendimiento que se obtiene por su aplicacion individual. Entre mayor sea la cantidad aplicada de los elementos, la respuesta en el rendimiento se mejora hasta un punto maximo.

Cuadro 3. Efecto de la interaccion sinergica entre P y K en el cultivo de arroz con 150 kg N ha-1.

Fuente: Rietra et al., 2015.

Concentracion de K Concentracion de P

100 mg kg-1P 200 mg kg-1P

100 mg kg-1K 10.7 (1.0) 12.3 (1.1)

200 mg kg-1K 12.6 (1.2) 16.6 (1.6)

                                    *Rendimientos relativos entre parentesis.

interaccion entre K y NPotasio/Nitrogeno. El potasio mejora la absorcion y transporte del nitrogeno, especialmente en forma de nitratos en las raices. Se ha comprobado mediante estudios que para potenciar el efecto del nitrogeno dentro de las plantas, es esencial el aporte de cantidades adecuadas de potasio para alcanzar rendimientos elevados. Tambien se ha visto que cuando se tienen niveles adecuados de potasio, el cultivo responde positivamente a las aportaciones crecientes de nitrogeno. El fundamento de esta relacion sinergica esta basado en que el potasio mejora el transporte del nitrogeno dentro de las plantas, ya que la deficiencia de potasio ocasiona que se tenga una alta concentracion de nitratos y aminoacidos solubles en las raices. Lo anterior, ocasiona que la planta al contar con una alta concentracion de compuestos nitrogenados decida no absorber mas nitratos, lo cual por supuesto detiene la biosintesis de proteinas y con ello una serie de consecuencias fisiologicas que provocan trastornos en el metabolismo de la planta que llevan a la reduccion inequivoca del rendimiento. Se recomienda que por cada ion de nitrato se tenga uno de potasio para poder mantener un adecuado nivel de eficiencia en la

absorcion de ambos elementos. Debemos mantener en cuenta que niveles excesivos de potasio afectan negativamente, al igual que el calcio, la absorcion de magnesio, por ello es necesario mantener una fertilizacion balanceada que permita alcanzar buenos rendimientos.

Azufre/Nitrogeno. Un nivel de suficiencia de azufre es clave para mejorar el uso del nitrogeno por las plantas. Al igual que en potasio, niveles deficitarios de azufre ocasionan  una acumulacion de nitratos, aminoacidos y aminas debido a la reduccion de la biosintesis de proteinas, que causa una menor conversion de compuestos nitrogenados a proteinas. Dichos compuestos nitrogenados solubles, en los tejidos vegetales ejercen un efecto negativo en la absorcion de nitrogeno por la raiz. El azufre y el nitrogeno son sinergicos y se deben aplicar al mismo tiempo al igual que potasio. El azufre favorece el aprovechamiento y la absorcion de una mayor cantidad de nitrogeno por kilogramo de fertilizante nitrogenado aplicado. Muy pocas veces se aplica azufre, esto hace que la eficiencia de absorcion del nitrogeno sea baja y las dosis de aplicacion incrementen, al igual que los costos. Ademas, se contribuye a la contaminacion del ambiente.

Nitrogeno-Fosforo-Potasio/Zinc. La fertilizacion con nitrogeno-fosforo-potasio mejoran los rendimientos conforme su dosis de aplicacion se incrementan, aunque esto es cierto hasta cierto punto, donde el cual partir decrece la eficiencia de su utilizacion. El suministro de zinc mejora la respuesta de la fertilizacion con nitrogeno-fosforo-potasio.

Cuadro 4. Efecto en el rendimiento (t/ha) de la aplicacion variada de N-P-K y Zn en el cultivo de trigo.

Fuente: Rietra et al., 2015.

NPK 0 kg Zn ha-1 10 kg Zn ha-1

N0P0K0 1.45 1.64

N50P30K25 2.73 3.03

N100P60K50 3.53 4.04

Boro y la absorcion de nutrientes. Una adecuada nutricion con boro es necesaria para el mantenimiento de la absorcion de nutrientes por las raices, probablemente debido a su contribucion directa con la integridad estructural y funcional de las membranas celulares de la raiz, al igual que el calcio, ademas de mantener un mayor gradiente en el potencial de membrana de la raiz. Un adecuado nivel de boro mejora la absorcion de calcio, potasio y fosforo.

Fuentes consultadas:

Cakmak, I. 2015. Sinergismos y Antagonismos entre Nutrientes Minerales Durante la Absorcion y Transporte en las Plantas. Curso Internacional sobre Nutricion de Cultivos. Intagri.

universidadagricola.com

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