El potasio (K) 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).

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 naturalmente la planta toma 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 los nutrientes en las plantas son imprescindibles, lo que varía en ellos son las cantidades requeridas. El potasio, como nutriente, debe estar en cantidades suficientes en la planta para que esta pueda cumplir con todas sus funciones. El contenido de potasio en las plantas está entre el 1 y el 6% de su peso seco.

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

El potasio es absorbido por la planta, desde la solución del suelo, como ion K+. En esta misma forma es que el potasio se moviliza a través de la planta hasta las células donde haga falta. Los cationes de potasio K+ se almacenan en las vacuolas de cada célula a la que llegan.

 

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

El potasio tiene múltiples funciones dentro de las células y tejidos de las plantas. Estas funciones pueden agruparse en aquellas que actúan sobre moléculas, específicamente afectando a las proteínas (tanto estructurales como enzimáticas), y en aquellas que actúan a nivel celular, afectando su funcionamiento.

  • El potasio actuando sobre moléculas
    • La función de las proteínas, sea estructural o sea enzimática, alcanza su óptimo nivel si posee niveles adecuados de hidratación, es decir, la estabilidad de las moléculas está influida por el grado de hidratación que posean. El catión potasio es el ion que tiene la capacidad dentro de la célula de regular los niveles de hidratación que tengan cada una de las moléculas.
    • El potasio es cofactor de muchas enzimas (cofactor es un componente no proteico de una enzima, sin el cual la enzima no puede cumplir su función).
  • El potasio actuando sobre las células (y por tanto sobre los tejidos, y por tanto sobre los órganos)
    • La integridad de la célula es altamente influidas por el potasio.
    • El movimiento de potasio de una célula a otra es el que mantiene la integridad celular
    • Para que se mantenga la integridad celular debe existir:
      • Neutralidad eléctrica en la célula
      • Regulación osmótica
      • Balance aniones – cationes
    • Sobre estos tres procesos influye el potasio, transfiriendo cationes K+ entre células.
    • Todos los movimientos de las plantas son consecuencia de flujos intercelulares de potasio.
      • Uno de los movimientos más importantes para la vida de la planta es la apertura estomática: en las hojas existen “orificios” o poros que permiten que el aire fluya hacia el interior de la hoja, y es gracias a esto que se puede dar el ingreso de CO2 o dióxido de carbono a la hoja, para que así se inicie el proceso fotosintético: formación de azúcares a partir de carbono inorgánico. Estos “orificios” son los estomas, y se abren y cierran gracias a las dos células adyacentes a esos poros, llamadas células oclusivas. Los estomas no pueden estar permanentemente abiertos porque, entre otras cosas, la planta perdería por allí el agua en forma de vapor, y por tanto se deshidrataría. Es así que la planta regula el flujo de cationes potasio hacia las células oclusivas: cuando ingresa potasio a estas células, se incrementa la concentración en dichas células favoreciendo el ingreso de agua y por tanto incrementando la turgencia de esas células, cuando eso ocurre se abren los estomas. Si por el contrario sale potasio de las células oclusivas, disminuye la concentración en esas células, aumenta en las células adyacentes a las células oclusivas, por tanto el flujo de potasio va en dirección a su salida de las células oclusivas, esto ocasiona salida de agua de las células oclusivas, pérdida de turgencia, y cuando eso ocurre se cierran los estomas.
    • Una gran cantidad de moléculas son transportadas a través de la planta como consecuencia de flujos intercelulares de potasio
      • Una vez que se da la fotosíntesis, es imprescindible que los fotosintatos o moléculas de sacarosa que se producen, sean llevadas a todas las células de la planta como fuente de energía para poder llevar a cabo todas las reacciones químicas que se requieren en cada célula. La sacarosa debe ser transportada hasta el floema para que se pueda dar ese movimiento. El potasio es indispensable para que ese transporte ocurra. En caso de una ausencia absoluta de potasio, si ya se tienen moléculas de sacarosa producto de la fotosíntesis, estas no podrán ser movilizadas hasta las células de todos los órganos de la planta que no fotosintetizan.
  1. ¿Qué ocurre si las plantas no tienen suficiente potasio?

La deficiencia de potasio en una planta afectará la integridad de sus células, lo cual podría tener consecuencias severas sobre el funcionamiento general de la planta. Adicionalmente, la apertura estomática puede verse severamente comprometida, y por tanto la capacidad fotosintética de la planta podría verse disminuida al no existir una adecuada regulación de la apertura – cierre del flujo de aire hacia el interior de las hojas. De forma similar, si los estomas quedan abiertos por ineficiencia en la regulación de la apertura – cierre, la planta puede deshidratarse, lo cual sería indudablemente más grave ante condiciones de estrés hídrico. Si el transporte de sacarosa hasta el floema, para que esta sea distribuida a todas las células de la planta, no se está haciendo de forma eficiente por falta de potasio, las células de las raíces no contarán con la energía necesaria para duplicarse, por tanto se detiene el crecimiento de la raíz y por tanto su capacidad de exploración en el suelo y como consecuencia las cantidades de agua y nutrientes que puede absorber. Tampoco se lograría una adecuada acumulación de azúcares en frutos y semillas, lo cual puede afectar la calidad comercial de ambos.

La deficiencia de potasio se visualizará primeramente como una clorosis en las hojas más viejas, y dentro de ellas, en la parte más alejada del tallo, es decir primeramente en la punta de la hoja y luego extendiéndose hacia el margen de las hojas. La clorosis es consecuencia de la interacción de las Especies Reactivas al Oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés de Reactive Oxygen Species), que son moléculas altamente reactivas y pueden producirse normalmente en los cloroplastos. Estas moléculas, ante un metabolismo normal, son moléculas señalizadoras que no afectan el normal desenvolvimiento celular. Pero, si disminuye la tasa fotosintética, se empiezan a acumular en aquellas células donde se da la deficiencia de potasio, y pueden empezar a reaccionar con moléculas y componentes celulares logrando su destrucción. La deficiencia de potasio se dará primero en las células foliares más lejanas al tallo (el catión potasio se absorbe por las raíces, y es transportado por el xilema, el mayor recorrido para transportar a estos cationes es a las células más lejanas), por lo tanto será allí donde primero se visualiza la clorosis producto de la destrucción de componentes celulares: en la punta de las hojas y en sus márgenes.

 

 

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