La fertilizacion foliar es una practica comun para aportar nutrientes minerales a los cultivos, en especial en condiciones nutricionales de suelo limitantes. Comparadas con las aplicaciones al suelo, la nutricion foliar ofrece varias potenciales ventajas ya que aporta nutrientes directamente al follaje -prescindiendo del suelo- por lo que actua mucho mas rapido y evita perdidas de nutrientes por lixiviacion o inmovilizacion en el suelo. Es asi que la nutricion foliar permite corregir o prevenir deficiencias nutricionales de manera rapida y amigable con el medio ambiente. Sin embargo, asi mismo hay potenciales desventajas y riesgos asociados a esta practica.
Entre las desventajas y los riesgos esta que una sub dosis de nutrientes puede no lograr la correccion de la deficiencia en tanto que una sobre dosis puede quemar las hojas e impactar en la produccion. En la fertilizacion foliar la tasa de absorcion de los fertilizantes se ve afectada por factores tales como condiciones medio ambientales, el tipo de sal fertilizante y, por supuesto, el cultivo.
En su destacada charla magistral ofrecida en la conferencia New Ag International de Nueva Delhi, el profesor aleman Dr. Thomas Eichert, lider mundial en investigacion sobre nutricion foliar, aborda algunos de las incomprensiones o ‘mitos’ mas importantes en lo que a la aplicacion de nutrientes minerales al follaje se refiere.
Para optimizar la nutricion foliar se requiere conocer los principios de la absorcion foliar de nutrientes y los parametros de control. Afortunadamente se han logrado considerables avances en la comprension de esos procesos y muchos conceptos y teorias previamente aceptadas debieron ser abandonadas o al menos modificadas, pero algunas de las viejas visiones aun permanecen enquistadas en la mente de investigadores y productores.
MITO 1: LA FERTILIZACION FOLIAR ES UNA ALTERNATIVA «NATURAL» A LAS APLICACIONES AL SUELO
En fertilizacion foliar, en tanto practica comun, siempre se debe considerar que los organos aereos de las plantas estan diseñados mas para minimizar el intercambio de materia con el medio ambiente que para absorber nutrientes minerales. Por esto, la superficie de las hojas esta cubierta por una cuticula lipofilica mas o menos repelente de agua, la que resiste la penetracion de solutos hidrofilicos con nutrientes.
Por su parte los estomas estan protegidos contra la infiltracion de agua liquida. Por tanto, el principal reto es superar la barrera de la superficie foliar de modo que los nutrientes sean absorbidos por las hojas a una tasa adecuada o lo suficientemente alta como para corregir la deficiencia de nutrientes pero lo bastante baja como para evitar el quemado de las hojas. El hecho de que la absorcion foliar de nutrientes por la superficie de la hoja es un proceso puramente fisico y gobernado por las leyes de la difusion incrementa la dificultad.
MITO 2: LAS HOJAS ABSORBEN ACTIVAMENTE LOS NUTRIENTES FOLIARES
Al contrario de la absorcion radicular, los procesos involucrados en la absorcion foliar son pasivos y por tanto la penetracion de nutrientes en la superficie de la hoja no es selectiva. Esto significa que los nutrientes aplicados a la hoja penetraran independientemente de los requerimientos fisiologicos de la planta. En este contexto es importante mencionar que la vieja y refutada hipotesis ‘ectodesmata’ todavia puede ser encontrada en los actuales textos de estudio y publicaciones.
De acuerdo a la hipotesis ‘ectodesmata’, la extension citoplasmatica de las celulas epidermicas de la cuticula, donde se cree que participa activamente en la absorcion foliar de los solutos hidrofilicos. Sin embargo, posteriormente se demostro que la ectodesmata era el resultado de errores experimentales.
La naturaleza pasiva del proceso de absorcion tiene una consecuencia importante: toda sustancia presente en la superficie de la hoja penetrara en tanto haya una gradiente de concentracion a traves de la superficie de la hoja como fuerza motriz de la difusion. Sin la tasa de penetracion resultante es muy alta e incompatible con el metabolismo de la planta, el resultado sera el quemado de la hoja, un fenomeno frecuentemente observado en la practica.
La eficacia de la aspersion foliar enfrenta por tanto dos desafios, por un lado una baja tasa de absorcion debida a las propiedades repelentes de la superficie de la hoja y por otro una tasa excesiva provocada por el proceso de absorcion pasiva. De modo que el principal reto de la aspersion foliar es aplicar la dosis optima de nutrientes para corregir o prevenir deficiencias nutricionales sin quemar las hojas.
MITO 3: LA CUTICULA ES LA UNICA VIA DE ENTRADA DISPONIBLE
Desde que comenzo la investigacion mecanicista de la absorcion foliar aparecio evidencia que apuntaba a que los estomas jugaban un papel importante en la penetracion de la hoja. Se observo que las tasas de absorcion se correlacionaban con la presencia, frecuencia o apertura de estomas. Por otra parte, era claro que la infiltracion a traves del estoma de la solucion aplicada a la hoja no se producia por flujo de masas (a menos que la tension superficial fuera disminuida por un muy efectivo ingrediente activo en la superficie).
Esta paradoja se resolvio cuando quedo demostrado que nano particulas penetraban los estomas por difusion en la superficie de los poros estomaticos y no por flujo de masas de la solucion. Se encontro que el porcentaje de estomas involucrados en absorcion foliar es frecuentemente pequeño en tanto que al mismo tiempo la contribucion cuantitativa de la penetracion estomatica a la absorcion total puede ser sustancial. La evidencia sugiere que en especial para los nutrientes minerales los estomas pueden ser la via de paso mas importante.
MITO 4: LA CUTICULA ES (SIEMPRE) LA PRINCIPAL VIA DE ABSORCION
La cuticula es piel inerte e hidrofobica que cubre la mayor parte del follaje de las plantas. La columna vertebral de la cuticula es provista por un polimero tridimencional formado de cutina en la que hay lipidos amorfos o cristalinos (ceras) incrustados.
En tanto que los pequeños solutos lipofilicos pueden penetrar facilmente la cuticula disolviendose en las ceras y por difusion a traves de huecos en la reticula de cutina, la penetracion de los solutos hidrofilicos tales como las sales minerales fertilizantes, esta fuertemente obstaculizada por su muy baja solubilidad en la cuticula. Por ejemplo, la solubilidad de NH4NO4 en la cuticula es mas de 107 veces mas baja que en el agua (estimada por el coeficiente de particion de octanol agua), y estimaciones en base a otras sales entregaron valores similares.
Sin embargo, las sales minerales fertilizantes pueden ser absorbidas cuando se aplican a la superficie de la hoja (sin estomas), indicando que el modelo de disolucion y difusion en la cuticula, el que es valido para solutos apolares lipofilicos, no puede explicar satisfactoriamente la absorcion cuticular de los solutos hidrofilicos. Por esta razon se desarrollo el modelo de poros acuosos polares. De acuerdo a este ‘modelo de poros’, el agua puede ser absorbida por la cuticula y formar conjuntos acuosos internos.
Si se absorbe suficiente agua los conjuntos pueden formar un puente acuoso dentro de la cuticula lipofilica en el que los solutos hidrofilicos pueden difundir entre la superficie mas externa de la hoja y las celulas epidermales. Dado que el estatus de hidratacion depende del desarrollo de poros de la cuticula, queda claro que la humedad relativa (HR) controla la permeabilidad. Se ha demostrado que con una disminucion de la HR de 100 a 90% decrece la permeabilidad de la cuticula de peras por un factor de 10, y que con 50% de HR la permeabilidad decrece aun mas, por un factor de 100. De esto se puede concluir que cuanto mas baja sea la HR menor sera la permeabilidad de la cuticula. Bajo dichas condiciones la contribucion de la absorcion estomatica puede ser particularmente importante.
MITO 5: MIENTRAS MAS HUMEDAD RELATIVA MEJOR
Frecuentemente se establece que una alta HR favorece la absorcion de los nutrientes aplicados a la hoja. Sin embargo, esta presuncion esta generalmente basada en la intuicion mas que en los hechos. Como se destaco mas arriba, la permeabilidad de la cuticula de hecho aumenta con el incremento de HR y tambien se podria asumir que a alta HR la probabilidad de apertura de estomas asi mismo es mayor que a baja HR.
Por lo tanto, a alta HR la permeabilidad de ambas vias de absorcion foliar seria mayor que a baja HR. Sin embargo, ademas de la permeabilidad hay otro parametro que controla las tasas de absorcion foliar, como es la gradiente de concentracion a traves de la superficie de la hoja. Esta gradiente es controlada por la concentracion de sales en la superficie de la hoja, la que a su vez es directamente controlada por la HR.
La concentracion de sales nutritivas en los fertilizantes foliares aplicados generalmente no esta en equilibrio con la humedad de la atmosfera. En consecuencia la solucion aplicada se evaporara hasta alcanzar el equilibrio. Se ha demostrado que el equilibrio de concentracion de los solutos aplicados a la hoja depende tanto de la HR ambiental como de la higroscopicidad del soluto.
El grado de higroscopicidad de un soluto puede ser expresado por la HR sobre la que la sal se disuelve en el agua absorbida desde la atmosfera. Este umbral de humedad es llamado «humedad relativa delicuescente» (HRD) o «punto de delicuescencia» (PD). Cada sal presenta un HRD especifico constante a una temperatura dada. La interaccion entre HR y HRD del soluto controla si la solucion asperjada en la superficie de la hoja se secara (si HR HRD).
Si la HR es menor que la HRD de una sal determinada, la solucion de esa sal se evaporara completamente dejando una sal residual deshidratada en la superficie de la hoja desde la que es imposible la absorcion de nutrientes. Si HR = HRD, la solucion salina saturada permanecera en la superficie de la hoja y la gradiente de concentracion a traves de la superficie de la hoja estara al maximo. Con HR > HRD la concentracion de equilibrio de la sal disminuye de manera constante hasta que en la saturacion (HR = 100%) se alcance una teorica concentracion de cero.
La disponibilidad de nutrientes dependera de los diferentes HRD de las sales, lo que se incrementa en el siguiente orden: cloro La disponibilidad de nutrientes dependera de los diferentes HRD de las sales, lo que se incrementa en el siguiente orden: cloro < nitrato La disponibilidad de nutrientes dependera de los diferentes HRD de las sales, lo que se incrementa en el siguiente orden: cloro < nitrato < sulfato. Esto permite ajustar la tasa de absorcion de nutrientes resultante seleccionando el tipo de sal de acuerdo a los niveles prevalecientes de HR. Los fertilizantes foliares a menudo contienen compuestos adicionales tales como adyuvantes u otras sales nutritivas. Lo que debera ser considerado ya que esas mezclas cambian el HRD de la solucion aplicada.
La permeabilidad de la hoja y de la concentracion de sal sobre la superficie de la hoja son los dos parametros clave que controlan las tasas de absorcion de nutrientes. Si la permeabilidad de la hoja se incrementa al aumentar la HR, la concentracion decrece al incrementarse la HR, al menos por sobre la HRD de la respectiva sal.
Este comportamiento antagonico fundamenta que la suposicion de que altos valores de HR llevan a una alta tasa de penetracion esta equivocada. Los modelos de calculo muestran que las maximas tasas de penetracion son generalmente esperables a niveles intermedios de HR. A niveles intermedios de HR tanto la permeabilidad foliar como la concentracion salina en la superficie de la hoja se encuentran en un rango intermedio y ninguno de ellos cerca de cero.
A MENUDO UNA ALTERNATIVA VENTAJOSA A LA APLICACION AL SUELO
En muchas situaciones la nutricion foliar puede ser una alternativa promisoria y ventajosa a las aplicaciones de fertilizantes al suelo. Optimizar la eficacia de la nutricion foliar requiere al menos conocimientos basicos de los factores que regulan la absorcion de los nutrientes aplicados al follaje. Se debe considerar que los procesos de absorcion son exclusivamente pasivos y gobernados por las leyes de difusion.
Eso si que las plantas no tienen una forma directa de controlar este proceso por lo que es muy importante seleccionar cuidadosamente el tipo apropiado de fertilizante. Se ha establecido que tanto la cuticula como los estomas son capaces de absorber los nutrientes. Una diferencia importante entre ambas vias es que la permeabilidad de la cuticula es altamente dependiente de la HR en tanto que la via estomatica es probablemente menos afectada por cambios de HR. Altos niveles de HR generalmente incrementan la permeabilidad de la superficie de la hoja pero al mismo tiempo la concentracion efectiva de nutriente en la hoja es baja. Por tanto, altas tasas de absorcion son esperables a niveles intermedios de humedad relativa.
Para optimizar la nutricion foliar se requiere conocer los principios de la absorcion foliar de nutrientes y los parametros de control. El Dr. Thomas Eichert ha logrado considerables avances en la comprension de esos procesos gracias a lo cual muchos conceptos y teorias previamente aceptadas debieron ser abandonadas o modificadas. Lo claro es que en muchas situaciones la nutricion foliar puede ser una alternativa promisoria y ventajosa a las aplicaciones de fertilizantes al suelo.
FUENTE: redagricola.com