El magnesio 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 magnesio, como nutriente, debe estar en cantidades suficientes en la planta para que esta pueda cumplir con todas sus funciones.

El caso del magnesio, así como el del calcio, en el manejo agronómico de un cultivo no siempre es visto desde el punto de vista nutricional. Quizás la mayoría de las veces que se hace referencia al calcio o al magnesio en el manejo agronómico de un cultivo es pensando en neutralizar la reacción del suelo, es decir, neutralizar la acidez del suelo, o aumentar su pH mediante enmiendas que están constituidas en su mayoría por calcio y/o magnesio. En el presente escrito se está visualizando al magnesio no como enmienda, sino desde el punto de vista nutricional en la planta.

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

El magnesio es un elemento químico que puede estar adsorbido a las partículas del suelo en forma de catión Mg+2. Las partículas del suelo con una amplia superficie de contacto como las arcillas, poseen cargas eléctricas negativas, igualmente la materia orgánica, es por esto que retienen en su superficie cationes de minerales como el magnesio. Debido a la respiración celular de las células de las raíces, éstas producen dióxido de carbono que al reaccionar con el agua, produce ácido carbónico H2CO3 lo cual genera la producción de muchos iones hidrógeno cuando se disocian moléculas de este ácido en la solución del suelo. Los iones hidrógeno compiten activamente con los cationes minerales por los puestos de las superficies coloidales tanto de arcillas como de materia orgánica, es así como pueden desplazar a los cationes, liberando a estos a la solución del suelo. 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 el magnesio en forma de catión, así como todo lo que esté presente en la solución del suelo, se introduzca en la planta a través de las células de la raíz, este proceso es lo que se llama flujo de masas, por tanto  una de las formas en que el magnesio entra en la planta es mediante el proceso de flujo de masas. Otro mecanismo que permite que el magnesio se introduzca en la planta es por difusión: si durante la exploración dada por el crecimiento de la raíz esta llega a una parte de la solución del suelo con alta concentración de magnesio, y la raíz tiene baja concentración de este elemento químico, se dará un proceso físico que permitirá el ingreso del magnesio desde la solución del suelo hasta la raíz. El magnesio es muy móvil dentro de la planta, la removilización del magnesio dentro de la planta es frecuente.

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

El magnesio es un constituyente imprescindible de la molécula de clorofila, por lo tanto indirectamente el magnesio es indispensable para el proceso fotosintético. El magnesio debe ser transportado hasta los cloroplastos para que la planta pueda sintetizar en estos organelos la clorofila. Adicionalmente, el magnesio tiene un rol central en la activación de la enzima Rubisco (ribulosa 1,5, bifosfato carboxilasa/oxigenasa) que tiene un papel preponderante en la fijación del carbono tomado del CO2 del aire. Y no menos importante, el magnesio es indispensable para la obtención de ATP, que es la forma en que las células intercambian energía para todos sus procesos.

 

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

La deficiencia de magnesio en una planta impedirá la síntesis de una cantidad adecuada de moléculas de clorofila. Al ocurrir esto, evidentemente la fotosíntesis fallará desde un principio, pues la clorofila es la molécula encargada de captar la energía lumínica requerida para el proceso fotosintético. Es decir, la falta de magnesio conducirá una paralización en la fijación de carbono y por tanto en una detención de la obtención de carbohidratos requeridos por la planta. Esto puede ocurrir por la deficiente producción de moléculas de clorofila y también por la deficiente producción de la enzima Rubisco. La deficiente producción de moléculas de clorofila será justamente lo que permitirá la identificación visual de la deficiencia de magnesio: clorosis en la hoja por falta del pigmento verde, la cual se visualizará en un principio como un amarillamiento en la punta de las hojas, el cual se va extendiendo hasta darse el amarillamiento en la lámina foliar, entre las nervaduras de las hojas más viejas, frecuentemente acompañado de puntos necróticos de color marrón dentro de las manchas cloróticas. Adicionalmente, la poca cantidad de Rubisco y una deficiente producción de ATP generará un transporte deficiente de carbohidratos desde las hojas donde debería producirse hacia el resto de la planta, especialmente hacia la raíz. Es por esto que una deficiencia de magnesio provoca un escaso desarrollo de las raíces.