El azufre (S) en las plantas

Introducción

Las plantas requieren de elementos químicos que le permiten sintetizar todas las moléculas que requieren para su metabolismo. La adquisición de estos elementos químicos por parte de las plantas es lo que se denomina nutrición vegetal, o nutrición mineral de plantas. Según la cantidad de elementos químicos que requieren las plantas, éstos se clasifican en macronutrientes y micronutrientes, los primeros son carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S); mientras que los micronutrientes son boro (B), cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo), níquel (Ni) y zinc (Zn). Todos estos elementos químicos son considerados nutrientes esenciales para la planta, puesto que su ausencia o deficiencia impide a la planta completar su ciclo vital, la función de cualquiera de los elementos mencionados no puede ser reemplazada por otro elemento y además cada uno de esos elementos  ejerce un efecto directo sobre el crecimiento o metabolismo de la planta.

Al manejar agronómicamente un cultivo, se debe tener especial cuidado en asegurar la suplencia necesaria de los nutrientes requeridos por las plantas. Carbono, oxígeno e hidrógeno no son considerados en el manejo porque la planta toma de forma natural el carbono y el oxígeno del aire, y el hidrógeno lo toma directa o indirectamente del agua del suelo. Es por esto que convencionalmente se indica que los macronutrientes son nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre.

Atendiendo a las cantidades requeridas de macronutrientes, ellos son clasificados en macronutrientes primarios (nitrógeno, fósforo y potasio) que son los requeridos en mayor cantidad, y macronutrientes secundarios (calcio, magnesio y azufre) que son requeridos en menor cantidad.

Todos estos nutrientes en las plantas son imprescindibles, lo que varía en ellos son las cantidades requeridas. El azufre, como nutriente, debe estar en cantidades suficientes en la planta para que esta pueda cumplir con todas sus funciones.

  1. ¿Cómo adquieren las células de las plantas el azufre que requieren?

El azufre es un elemento químico que la planta lo absorbe a través de las raíces cuando se presenta en la solución del suelo en forma de sulfato SO4. Cuando la planta transpira, y pierde agua por sus hojas, se crea un potencial hídrico que hace que el agua se movilice desde zonas con mayor potencial hídrico a zonas con menor potencial hídrico, por tanto lo que ocurre es que el agua contenida en el xilema asciende por la planta y se desplaza hacia las hojas, y el agua que se desplaza es reemplazada por el agua que absorben las raíces. Es por esto que se da la posibilidad que los sulfatos presentes en la solución del suelo, se introduzcan en la planta a través de las células de la raíz, este proceso es lo que se llama flujo de masas o flujo masal, o transporte pasivo, por tanto  una de las formas en que el azufre entra en la planta es mediante el proceso de flujo de masas. También lo hace a través de la difusión: si la raíz se encuentra en una parte de la solución del suelo que tienen una alta concentración de sulfatos, y la raíz tiene una baja concentración de dichos sulfatos, estos entrarán a la raíz.

  1. ¿Por qué el azufre es importante en las plantas?

El azufre es un elemento que forma parte de proteínas asociadas a la cadena de transporte de electrones en la fotosíntesis, como por ejemplo la ferredoxina, es constituyente de compuestos de bajo peso molecular involucrados en acciones antioxidantes en las células, como el glutatión. Esta no es la única relación del azufre con la fotosíntesis, ya que existen proteínas que enlazan a las clorofila con los llamados fotosistemas, tanto el I como el II, y son proteínas que dependen grandemente del azufre para lograr un enlace exitoso. Es decir, fallas en la cantidad de azufre en células de la hoja llevará a fallas en la fotosíntesis. Adicionalmente el azufre es constituyente de los aminoácidos metionina y cisteína, y también forma parte de una gran cantidad de metabolitos secundarios especialmente en la especies de plantas pertenecientes a la familia Cruciferae o Brassicaceae (por ejemplo repollo, brócoli, coliflor), y Alliaceas (por ejemplo cebolla y ajo), metabolitos secundarios que son los que le dan las características organolépticas a hojas e inflorescencias de estas especies, y es justamente por esto que son cultivadas. Algunos de estos metabolitos pueden tener funciones de defensa contra el ataque de insectos y patógenos a la planta, pero independientemente de esto, son especies utilizadas por el ser humano por los sabores que de ellos se derivan.

  1. ¿Qué ocurre si las plantas no tienen suficiente azufre?

El efecto más evidente que ocurre en una célula, especialmente de hojas, donde haya deficiencia de azufre, es que va a haber una reducción en la tasa fotosintética debido a que no se pueden obtener algunas proteínas asociadas al transporte de electrones como la ferredoxina, así como una deficiente unión entre clorofila y fotosistemas, es  así que como un efecto indirecto se verán zonas de la lámina foliar con una evidente clorosis (amarillamiento de la lámina foliar).  Los primeros síntomas de deficiencia de azufre se verán en hojas jóvenes. Adicionalmente, las proteínas son producto de la unión de una serie de aminoácidos, cuyas propiedades vendrán dadas por el orden en que se unen los aminoácidos, orden que está codificado en el ADN de la célula y que es utilizado en el proceso de traducción. Si durante el proceso de traducción se requiere colocar un aminoácido azufrado como metionina o cisteína, y en ese momento no existen en el citoplasma esos aminoácidos debido a que no se pudieron sintetizar por falta de azufre en la célula, la obtención de esa proteína se detiene, y simplemente no existirá en la célula. La deficiencia de azufre provocará deficiencia de metabolitos secundarios que dan un sabor característico a las hojas de repollo, o a las inflorescencias de coliflor y brócoli, o a la hojas modificadas a manera de bulbo en ajo y cebolla; si estos metabolitos están relacionados con respuesta a algún tipo de estrés (por ejemplo ataque de patógenos) indudablemente la respuesta de la planta ante esta situación no será exitosa. Otra consecuencia, que realmente no tendrá incidencia sobre la vida de la planta, pero sí sobre la calidad del producto agrícola que se está cosechando, será la falta de sabor característico, y por tanto la mala calidad del producto cosechado en el caso de especies con sabor característico dado por el azufre (repollo, brócoli, coliflor, cebolla, ajo, entre otros).

 

Ing. Agr. Hernán E. Laurentin T. (M. Sc., Ph. D.)