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MICRONUTRIENTES EN AGROECOSISTEMAS DE LA REGIÓN PAMPEANA
Silvana I. Torri, Susana Urricariet, Raúl S. Lavado
INTRODUCCIÓN
Los elementos traza son elementos que se presentan en concentraciones extremadamente bajas
en los organismos vivos y, en particular, en los tejidos vegetales. Entre los elementos traza se
encuentran los micronutrientes, término que se utiliza para denominar específicamente a aquellos
nutrientes que son esenciales para todos los cultivos. Los micronutrientes, por lo tanto, son
elementos esenciales para el crecimiento y la reproducción vegetal, cumplen funciones
específicas en los procesos bioquímicos celulares y no son reemplazados en sus funciones por
otros elementos (Arnon y Scout, 1939). A diferencia de los macronutrientes, su concentración en
el tejido vegetal es muy baja, menores a 50 mg kg-1
. Una excepción la constituye el cloro y en
algunas especies el hierro, que es considerado un micronutriente a pesar que su concentración en
tejido vegetal es del mismo orden que los macronutrientes (Marschner 1995).
Hasta el momento, se ha demostrado la esencialidad de siete microelementos en todas las
especies vegetales: boro (B), cinc (Zn), cobre (Cu), cloro (Cl), hierro (Fe), manganeso (Mn) y
molibdeno (Mo). La concentración de estos nutrientes en tejido vegetal generalmente sigue el
orden Mn > Fe > Zn > B > Cu > Mo, aunque puede modificarse según la especie vegetal o las
condiciones de crecimiento.
Existen otros elementos que también se encuentran en los tejidos vegetales en bajas
concentraciones y que se consideran esenciales para el crecimiento de ciertas especies
vegetales. Entre ellos se encuentran el níquel (Ni) y el cobalto (Co). El Ni solía ser considerado un
elemento no esencial o tóxico para las plantas. Sin embargo, estudios realizados en pecán y otras
especies vegetales reveló que el Ni cumple con el criterio indirecto de esencialidad, ya que su
deficiencia inhibe la acción hidrolítica de algunas enzimas, entre ellas la ureasa, provocando la
presencia de manchas necróticas foliares (Brown et al., 1987). El Co es esencial para la fijación de
N2 por parte del Rhizobium y otros microorganismos fijadores de nitrógeno, pero no es requerido
por las plantas superiores (Marschner, 1995).
Ciertos elementos actúan en el metabolismo vegetal de manera no específica. Se los denomina
nutrientes funcionales debido a que no intervienen en reacciones bioquímicas reconocidas en las
plantas (Cd, Pb, Si, V). Otros elementos cumplen funciones únicamente en ciertas especies
vegetales (Na, Ni, Co, Si) o son esenciales para los animales (Cu, Zn, Fe, Mn, Mo, Co, I y Se).
Elementos como arsénico (As), cadmio (Cd), plomo (Pb), Cu y Zn, entre otros, son tóxicos para
los vegetales cuando son absorbidos por encima de determinados niveles. Estos elementos han
sido ampliamente estudiados debido a que pueden originar la contaminación de suelos, agua o
ingresar a la cadena trófica (Torri, Lavado 2008 a y b; Uprety et al., 2009).
En la actualidad, existe un creciente interés por incrementar la concentración de micronutrientes
en los órganos cosechados, particularmente en los cereales. Dicho interés responde no solo al
objetivo de incrementar los rendimientos, sino también para subsanar deficiencias nutricionales,
particularmente en las poblaciones rurales de países en desarrollo (Zhao, McGrath 2009). Más de
la mitad de la población mundial se encuentra afectada por deficiencias de Fe, Zn, Se e I (WHO,
2002). Se ha observado que los incrementos en los rendimientos de los cultivos en los últimos 40
años han estado acompañados por una disminución en la concentración de micronutrientes en
granos (Fan et al., 2008). La biofortificación, a través de prácticas tendientes a incrementar la
disponibilidad de micronutrientes o del uso de biotecnologías, representa la mejor estrategia para
incrementar el contenido de micronutrientes en cereales.
FUNCIÓN METABÓLICA Y REQUERIMIENTO DE MICRONUTRIENTES
Excepto el Cl y B, los micronutrientes se encuentran asociados a enzimas que regulan distintos
procesos metabólicos, principalmente la respiración (Cu, Fe, Mn, Zn), la fotosíntesis (Cu, Mn) y la
síntesis de clorofila (Cu, Fe, Zn). El Fe, Mn, Cu y Mo forman parte de grupos prostéticos que
catalizan reacciones de óxido-reducción, el Fe y Zn forman complejos enzima-sustrato. El Zn
actúa como estabilizador de la molécula de clorofila y es un constituyente de más de 80 sistemas
enzimáticos (Römheld, Marschner, 1986). El Mn interviene en la liberación del O2 en la fotólisis
del agua durante la fotosíntesis, el proceso de regulación enzimático y la permeabilidad de la
membrana. El Mo es un componente de la nitrato reductasa y de la nitrogenasa, influyendo en el
rendimiento y velocidad de fijación del N atmosférico. Junto con el Zn interviene en la síntesis de
proteínas. Por otro lado, el Cl está involucrado en el transporte de cationes, regulando, junto con
el potasio, el mecanismo de apertura y cierre de los estomas, mientras que el B se asocia al
metabolismo de azúcares, a la división y crecimiento celular, germinación y regulación hormonal.
CUADRO 1: Requerimiento de micronutrientes para determinados cultivos (g t-1
órgano
cosechado*)
Cultivo B Cl Cu Fe Mn Mo Zn Fuente
Alfalfa1
30 7 40 25 0.3 15 Malavolta et al. 1997
Arroz2
16 9700 27 356 370 5 40 IFA. 2000
Festuca1
26.3 14.5 62 7 28 IFA. 2000
Girasol2
165 19 261 55 29 99 IFA. 2000
Maíz2
20 444 13 125 189 1 53 IFA. 2000
Naranjo3
2.8 0.6 3 0.8 1.4 IFA 2000
Papa4
2 2 5-20 1-20 1 1 IFA. 2000
Soja2
25 237 25 300 150 5 60 Malavolta et al. 1997
Trigo2
25 10 137 70 52 IFA. 2000
* órgano cosechado: 1-materia seca, 2-grano, 3-frutos, 4-tubérculo.
La deficiencia de cualquier micronutriente repercute negativamente en la producción, tanto en el
rendimiento como en la calidad. Por ejemplo, la deficiencia de B afecta el crecimiento de las
raíces, con una menor producción de raíces secundarias, escasa floración y aborto floral,
ocasionando un incompleto llenado de granos. La deficiencia de Zn se manifiesta en una
reducción del crecimiento, acortamiento en la longitud de los entrenudos y tamaño de hojas.
Produce también una reducción de la floración y la fructificación.
La demanda de micronutrientes depende de la especie vegetal considerada (Cuadro 1), del
cultivar y los rendimientos obtenidos. Los micronutrientes cobran, comparativamente, mayor
importancia en la producción de cultivos intensivos que en los extensivos. En estos últimos, su
deficiencia afecta fundamentalmente el rendimiento, mientras que en los cultivos intensivos afecta,
además, factores de calidad tales como firmeza y color de frutos, pudiendo ocasionar trastornos
fisiológicos en el período de pos cosecha.
En la Región Pampeana se ha comenzado a observar deficiencias de micronutrientes y
respuestas a la fertilización, particularmente de B y Zn en ciertos cultivos extensivos, como girasol,
maíz, trigo y alfalfa. Estas situaciones pueden manifestarse en planteos de alta producción, donde
se maximizan los rendimientos a través de un elevado nivel tecnológico (Andrade, Sadras 2000),
en suelos deteriorados (Maddonni et al. 1999), en suelos con elevado pH (Quintero et al., 2006),
por el uso de fertilizantes con mayor grado de pureza, o simplemente debido a desbalances
nutricionales.
Una manera de cuantificar la disminución de la disponibilidad de los micronutrientes es evaluar su
biodisponibilidad en suelos prístinos. Se determinaron mayores reducciones en la disponibilidad
de Zn y B (65% y 55 % respectivamente) que de Cu (19 %) para suelos deteriorados de la Pampa
Ondulada (Urricariet, Lavado 1999). Estos resultados coinciden con la ocurrencia de deficiencias
nutricionales y respuesta a fertilización con micronutrientes (Lavado, Porcelli 2000, Melgar et al.
2001).
BIODISPONIBILIDAD DE LOS MICRONUTRIENTES EN LOS SUELOS
El contenido total de micronutrientes en los suelos depende de las características del material
parental. Existe asimismo un ingreso neto de estos elementos al sistema suelo/planta a través de
diversos procesos naturales, como emisiones volcánicas, depositación de polvo atmosférico,
influencia marina, o procesos antropogénicos como fertilización, aplicación de abonos orgánicos,
productos fitosanitarios, residuos y vertidos industriales, polución industrial, minera y urbana, entre
otros. En los suelos prístinos, la distribución de los micronutrientes nativos en profundidad está
directamente relacionada con la distribución de arcilla, acumulándose en el horizonte B. En
cambio, los elementos de ingreso reciente tienden a acumularse en el horizonte superficial debido
a su baja movilidad. Se exceptúa el B y el Cl, que presentan una elevada movilidad, y son
susceptibles de lixiviarse, particularmente en suelos de textura gruesa y/o con bajo contenido de
materia orgánica.
Figura 1: Ciclo de los micronutrientes (adaptado de Torri 2001)
La biodisponibilidad de los micronutrientes para las especies vegetales se encuentra determinada
por la naturaleza del material parental, los procesos geoquímicos regionales, y su pedogénesis.
Los suelos derivados de rocas básicas presentan una mayor disponibilidad de micronutrientes
comparado con los que provienen de rocas ácidas. La meteorización de los minerales primarios
origina la liberación de los micronutrientes a la solución del suelo, generando una serie de
reacciones, como formación de complejos solubles, precipitación, adsorción coloidal e inclusión en
minerales, determinando su distribución entre los diversos componentes edáficos (Figura 1). Una
muy baja proporción del total de los micronutrientes presentes en el suelo se encuentran en
formas disponibles (He et al., 2005).
En base a sus características, los micronutrientes pueden clasificarse como cationes (Cu, Zn, Fe,
Mn) ó como aniones (Mo, Cl, B).
Los principales mecanismos responsables del movimiento de micronutrientes desde la solución
del suelo a las raíces son difusión, flujo masal e intercepción directa (Cuadro 2).
CUADRO 2: Porcentaje de mecanismo de absorción radical (Mortvedt et al. 1991)
Micronutriente
Intercepción
radical
Flujo
masal
Difusión
B 0.1 99.8 0.1
Cu 70 20 10
Fe 50 10 40
Mn 15 5 80
Zn 20 20 60
Los micronutrientes son frecuentemente inmóviles dentro de la planta, Sin embargo, el B puede
comportarse como nutriente móvil en algunas especies, al formar complejos estables con el
sorbitol, resultando en un compuesto muy móvil en el floema.
FACTORES EDÁFICOS QUE AFECTAN LA DISPONIBILIDAD DE MICRONUTRIENTES
Numerosos factores edáficos afectan la disponibilidad de los micronutrientes para las plantas. La
magnitud del efecto que ejercen estos factores varía considerablemente entre micronutrientes.
Entre ellos, se destacan:
1. pH
El pH se encuentra estrechamente relacionado con la disponibilidad de los micronutrientes, ya que
determina su concentración en la solución del suelo, especies iónicas y movilidad. Los
micronutrientes catiónicos así como otros elementos traza catiónicos, se comportan de manera
similar, y su disponibilidad disminuye con el aumento de pH. Se ha observado que la solubilidad
de Fe3+
, Fe2+
, Mn2+
y Zn2+
disminuyen 100 veces por cada unidad de incremento de pH edáfico
(Figura 2).
La disponibilidad de Mo, en cambio, se incrementa a pH neutros o alcalinos, debido a la liberación
de este nutriente de sitios de adsorción aniónica o a la solubilización de sus óxidos, originando
sales solubles. Por encima de pH 4.2, predominan los MoO4
2−
, que tiende a polimerizarse en la
solución del suelo. Esta polimerización se incrementa con la acidificación, lo cual explicaría la baja
disponibilidad de este elemento a pH ácidos (Kabata-Pendias and Pendias, 1992). La
concentración de esta especie se incrementa seis veces con el aumento de pH desde 4.7 hasta
7.5, así como su absorción vegetal.
Figura 2: Disponibilidad de micronutrientes en función del pH del suelo (adaptado de Malavolta et
al. 1997)
El Cl presenta una elevada solubilidad y movilidad en la solución del suelo. Se encuentra
ligeramente sujeto a procesos de adsorción aniónica si el pH edáfico es ácido a neutro, siendo
despreciable a pH cercanos a 7.
El B es el único micronutriente que se encuentra en la solución del suelo como una especie sin
carga en el rango de pH adecuado para la mayoría de los cultivos. La disponibilidad de B no se ve
mayormente afectada por el pH del suelo, ya que todas sus formas son solubles. Sin embargo, su
concentración en la solución del suelo es ligeramente mayor en el rango de pH 5.5–7.5, donde
predomina como H3BO3. En suelos de pH mayores a 7.5 su disponibilidad disminuye, ya que las
especies H2BO3
-
, HBO3
2-
y BO3
3-
están sujetas a procesos de adsorción aniónica. Las prácticas de
encalado reducen la disponibilidad de este elemento, ya que el CaCO3 actúa como una superficie
adsorbente (Fleming, 1980).
2. Contenido de materia orgánica
Los micronutrientes interaccionan con la materia orgánica soluble (ácidos fúlvicos y productos de
degradación microbiana de bajo peso molecular) y la materia orgánica insoluble (huminas y ácidos
húmicos).
Los ácidos húmicos presentan grupos funcionales oxigenados, como fenoles, grupos hidroxilo,
carboxilo, que presentan cargas negativas e interactúan con los micronutrientes catiónicos. En
general, estas uniones son muy estables.
Por el contrario, las uniones con ácidos orgánicos solubles, de bajo peso molecular como los
ácidos acéticos, cítrico y málico presenta uniones relativamente débiles. Estos complejos
quelatados solubles en la solución del suelo incrementan la biodisponibilidad de los
micronutrientes para las especies vegetales. También incrementan su movilidad en el perfil. El uso
de estiércol como abono orgánico con una alta concentración de micronutrientes y otros
elementos traza puede originar una importante movilización vertical de estos elementos,
particularmente en suelos de textura arenosa (Torri et al., 2009 a). Este flujo vertical estaría
relacionado con la presencia de materia orgánica fácilmente mineralizable.
Por otro lado, la materia orgánica más estabilizada (sustancias húmicas y huminas) contribuye a la
retención, y muchas veces a la inmovilización de micronutrientes a través de mecanismos de
adsorción específica y no específica (Blume, Brummer 1991). En el caso del B, su adsorción a la
materia orgánica edáfica constituye el principal mecanismo de retención en los suelos, a través de
su interacción con grupos hidroxilo (Offiah, Axley 1993). El Cu es el micronutriente que forma los
compuestos más estables con la materia orgánica persistente, disminuyendo su disponibilidad
vegetal. Esta reacción se encuentra estrechamente relacionada con el pH edáfico. A pH ácidos,
predomina la asociación de Cu con la materia orgánica estable. A medida que el pH se
incrementa, predominan las reacciones de precipitación (Torri, Lavado 2008 b). Por otro lado, la
mayor proporción del Cu en la solución del suelo se encuentra quelatada con la materia orgánica
soluble. La retención de micronutrientes por parte de la materia orgánica edáfica sigue el orden:
Cu > Zn > Mn (McGrath et al., 1988).
3. Procesos de óxido – reducción
Cuando el suministro de oxígeno edáfico es bajo, los microorganismos utilizan aceptores de
electrones secundarios para mantener sus procesos metabólicos. Esta situación puede
manifestarse en suelos inundados, en el interior de macroagregados o como resultado de la
incorporación de un gran volumen de residuos orgánicos que origina un incremento de la
concentración de CO2 en la atmósfera edáfica.
Entre los aceptores secundarios se encuentran el NO3
-
, y entre los micronutrientes el Fe y Mn. En
condiciones aeróbicas, el Fe(III) se encuentra mayormente precipitado como óxidos, y en menor
proporción como fosfatos y otras sales inorgánicas. En condiciones reductoras, el Fe(II) es
soluble, se incrementa su disponibilidad y pasa a ser móvil en los suelos. La solubilidad del Mn
también se incrementa en condiciones reductoras, debido a su reducción a Mn (II). Por otro lado,
se ha observado que la disponibilidad de Cu y Zn disminuye bajo condiciones reductoras, a pesar
de no presentar estos elementos equilibrios de óxido-reducción. Sin embargo, la reducción de
óxidos de Fe y Mn origina superficies amorfas con elevada capacidad de adsorción. Sobre estas
superficies se verifica una elevada tasa de adsorción de Cu y Zn (Iu et al. 1981), disminuyendo su
biodisponibilidad en condiciones reductoras.
4. Procesos de intercambio catiónico
Los suelos arcillosos tienen mayor capacidad de adsorción que los suelos con bajo contenido de
arcilla (Murray et al., 2004). La capacidad de adsorción de cationes depende de la naturaleza de la
arcilla y de las propiedades de los iones, por ejemplo, Covelo, et al. (2007) observaron que la
adsorción de Cu es muy elevada en illitas y montmorillonitas, de acuerdo a la siguiente secuencia:
Cu > Cr > Cd > Zn > Ni.
La selectividad de la adsorción de los micronutrientes varía con la naturaleza de las arcillas. La
vermiculita adsorbe Cu2+
, Zn2+
, y Ni2+
en forma más selectiva que la montmorillonita, por presentar
sitios de adsorción específicos (Malla, 2002).
Tiller et al. (1984) identifica tres tipos de mecanismos de adsorción: (1) los relacionados con los
óxidos de hierro, controlado por la hidrólisis de los cationes, (2) los asociados con coloides
orgánicos, y (3) los relacionados con arcillas 2:1, de menor sensibilidad frente a cambios de pH.
En cambio los óxidos e hidróxidos de Fe y Mn poseen cargas variables, y el alcance de la
retención depende del pH edáfico, siendo menor a mayor grado de cristalización de los óxidos
(Blume, Brummer 1991)
Debido a que en los procesos de intercambio catiónico se encuentran involucradas otras especies
como Ca2+
, Mg2+
, K+
, Al3+
y NH4
+
que se encuentran en el suelo en concentraciones varias
órdenes de magnitud superiores a los micronutrientes, los procesos de adsorción influyen en
menor proporción en la disponibilidad de micronutrientes.
5. Actividad radical
La estructura radical (longitud, densidad, área superficial), y la presencia de pelos radicales
influyen en la habilidad de las distintas especies vegetales para absorber micronutrientes. La
disponibilidad de micronutrientes en la rizósfera es modificada por cambios inducidos por la
actividad rizosférica, como la liberación de iones (H+, OH−
, HCO3
−
), la secreción de exudados
radicales (ácidos orgánicos de bajo peso molecular como cítrico, málico, tartárico y oxálico, entre
otros), azúcares y enzimas como las fosfatasas (Kidd et al., 2009).
Algunas especies vegetales son capaces de secretar compuestos orgánicos capaces de quelatar
micronutrientes en la rizosfera, incrementando su solubilidad. El ejemplo más conocido es la
secreción de aminoácidos de bajo peso molecular (fitosideróforos) por gramíneas en respuesta a
deficiencia de Fe (Briat 2007).
6. Factores climáticos, de manejo y fertilización.
La temperatura y la humedad son factores climáticos que afectan a la disponibilidad de los
micronutrientes (Fageria et al., 2001). Por ejemplo, las bajas temperaturas disminuyen su tasa de
difusión y disolución, especialmente de B y Cl. El aumento de la temperaturas incrementa la
concentración de B en la biomasa aérea debido a un aumento en el flujo transpiracional
(Moraghan y Mascagni, 1991). Por el contrario, es frecuente observar deficiencia de boro en
condiciones de bajo contenido hídrico, particularmente en el cultivo de girasol, ya que el B se
mueve por flujo masal (Barber,1995). Por consiguiente, bajo condiciones de sequía, la
disponibilidad de B disminuye, aumentando las respuestas a aplicaciones foliares. Los ciclos de
humedecimiento y secado de los suelos, acompañados de cambios en las temperaturas edáficas
(por ejemplo de 25° a 45°C) incrementan la fijación de B a la montmorillonita o illita (Fageria et
al., 2001).
Los sistemas de labranza afectan la distribución y disponibilidad de algunos micronutrientes. Tal
es el caso del Cu y Zn, que se estratifican bajo labranza cero, asociado con la estratificación de la
materia orgánica y cambios en el pH. El Zn aumentó su disponibilidad en la superficie del suelo
bajo labranza cero (Lavado et al. 2001). Por el contrario, la distribución en profundidad de Fe, Mn
y no fueron afectados por las labranzas, así como tampoco su concentración en las plantas
(Lavado et al. 1999).
Los fertilizantes fosfatados contienen numerosos elementos traza, debido a la presencia de
impurezas de la materia prima (roca fosfórica), que permanecen en los fertilizantes comerciales. Las
rocas fosfóricas contienen en promedio de 11 mg kg-1
de As, 25 mg kg-1
de Cd, 188 mg kg-1
de Cr, 32
mg kg-1
de Cu, 10 mg kg-1
de Pb y 239 mg kg-1
de Zn (He et al., 2005). Desde hace algunos años se
ha observado en suelos de Europa la acumulación de estos elementos en los suelos debido a la
continua fertilización fosfatada (Nziguheba, Smolders 2008). En la Argentina el uso de fertilizantes
fosfatados tiene una corta historia de uso. En el área de Pergamino se observó una muy incipiente
acumulación de micronutientes en los suelos (Lavado et al. 1999), mientras que en el Alto Valle
del Rio Negro los suelos que han recibido fertilizantes fosfatados por varios años presentaron una
correlación positiva entre fósforo y Zn (Aruani y Sanchez, 2003). Podría inferirse, entonces, que la
acumulación de micronutrientes y en general elementos traza, por el uso de fertilizantes
fosfatados en cultivos extensivos en la Región Pampeana no es, y tampoco será en el corto y
mediano plazo, un fenómeno trascendente.
La aplicación de fertilizantes puede, sin embargo, modificar ciertas propiedades del suelo
directamente relacionadas con la biodisponibilidad de los micronutrientes. El efecto acidificante de
ciertos fertilizantes modifican la disponibilidad de Zn, Cu y Mn (Mench et al., 1998). La formación
de complejos amoniacales de alta estabilidad incrementa la disponibilidad de Cu, Ni, y Zn
(Ringbom, 1996).
Las interacciones entre macro y micronutrientes (efecto antagónico), originadas frecuentemente a
través de una sobre fertilización, también pueden inducir deficiencias. La adición de fosfatos mono
o di amónico disminuye la solubilidad de Zn2+
por precipitación (McGowen et al., 2001).
CARACTERÍSTICAS DE LOS MICRONUTRIENTES
Boro
La concentración de B en los suelos oscila entre 2 - 100 mg kg−1
, pero el rango más frecuente es
de 7 a 80 mg kg-1
. En el suelo, el B existe en dos formas: adsorbido sobre la superficie de arcillas
y/o hidróxidos de Fe y Al combinados con la materia orgánica y como ácido bórico (H3BO3) en la
solución del suelo (Goldberg et al., 1993).
La adsorción de B usualmente se incrementa con el incremento de pH, temperatura, fuerza iónica
y la naturaleza de los iones adsorbidos (Goldberg, 1993). A pH menor a 7, la especie
predominante en la solución del suelo es H3BO3. Esta especie se lixivia con facilidad, por lo que el
B es considerado el más móvil de los micronutrientes. Por el contrario, a pH mayor a 7, se
incrementa la concentración de [B(OH)4]-
, que es adsorbida sobre sesquióxidos de Fe y Al,
hidróxido de Mg, carbonatos de calcio, materia orgánica y en menor proporción sobre arcillas
silicatadas. La competencia aniónica en la absorción de B es baja, y sigue el orden fosfatos >
molibdatos > sulfatos.
A causa de su movilidad, suelos con excesos hídricos pueden sufrir lixiviación de H3BO3. Del
mismo modo bajo estrés hídrico, las plantas no pueden absorberlo de la solución del suelo.
Ambas situaciones han sido señaladas como causa de deficiencias inducidas del nutriente,
particularmente en cultivos sensibles a la deficiencia de boro como es el caso del girasol.
El B también puede ingresar al suelo a través del agua de riego. Su presencia en aguas
superficiales o subterráneas se debe a la meteorización de rocas ígneas y sedimentarias, como es
el caso de ciertos cuerpos superficiales de agua de la Provincia de Salta, o al aporte
antropogénico. Para algunos cultivos, concentraciones del orden de los 0,2 mg L-1
de boro en el
agua de riego es beneficioso, pero se vuelve tóxico si su concentración se eleva a 1 a 2 mg L-1
(Brown, Hu 2008).
Cinc
La concentración total de Zn en suelos agrícolas oscila entre 50 y 300 mg kg-1
(Adriano, 2001).
Prácticamente el 50% de los suelos utilizados para la producción de cereales en el mundo
presentan baja disponibilidad de Zn, que no sólo reduce el rendimiento sino que también afecta la
calidad nutricional (Graham, Welch 1996).
La especie predominante en la solución del suelo es Zn2+
, regulada por los equilibrios de
adsorción/desorción. Comparado con los otros micronutrientes, el Zn es un elemento muy soluble
en los suelos. La adsorción de Zn se reduce a pH menor a 7 por competencia con otros cationes,
favoreciendo su movilización en el perfil de suelo y su concentración en la solución del suelo
puede oscilar entre 4-270 g l-1
, mientras que en suelos contaminados, este valor puede ascender
hasta 17000 g l-1
(Zhuang et al., 2009)
La deficiencia de Zn es un problema que se manifiesta a nivel mundial en casi todos los cultivos.
Casi el 50% de los suelos utilizados para la producción de cereales presentan niveles de
disponibilidad de Zn que podrían afectar los rendimientos y su valor nutricional (Graham, Welch
1996). La deficiencia de Zn puede manifestarse en suelos que poseen niveles adecuados de este
micronutriente, por diversas razones: encalado (insolubilización), elevada fertilización fosforada
(efecto antagónico) o un sistema de alta producción (deficiencia relativa). En maíz, ha sido
asociado también a la ocurrencia de primaveras frías y suelos con elevado contenido de arena.
Estas situaciones se manifiestan con frecuencia en el Centro Oeste de Buenos Aires, Sudoeste y
de Santa Fe y Sur de Córdoba, donde es frecuente observar la aparición de síntomas de
deficiencia, caracterizados por la presencia de bandas longitudinales blanquecinas que atraviesan
toda la lámina en forma paralela.
Cloro
La concentración media del cloro en la litosfera es de 500 mg kg-1
(Adriano, 2001). Su ingreso a
los suelos se verifica a través de enmiendas y fertilizantes, lluvias, sprays marinos y aguas de
riego. En el Sudeste de Buenos Aires, los vientos provenientes del mar realizan un aporte
significativo.
El cloro se encuentra en los suelos como anión (Cl-
), presentando una gran movilidad en el perfil
debido a que no es retenido en los suelos por los sitios de intercambio. La especie absorbida por
los vegetales es el Cl-
, y se especula que esta especie compite con la absorción de nitratos.
Interactúa con el N (inhibición de nitrificación y competencia con nitratos), el P y el Mn (incremento
de concentración de Mn en planta). Presenta gran movilidad dentro del vegetal, e interviene en
diversos procesos metabólicos como la regulación osmótica y la supresión de enfermedades
radicales causadas por hongos (Xu et al., 2000). En cereales de grano fino contribuye a disminuir
las infecciones causadas por diversos hongos (Engel, Grey 1991).
Es frecuente observar que al fertilizar con KCl la incidencia de enfermedades decrece, aunque
estudios desarrollados en la Pampa Arenosa indican que las diferencias en rendimiento no serían
solo justificadas por reducciones en la incidencia de enfermedades. Díaz-Zorita et al. (2004)
observaron que la fertilización con cloruro promueve el crecimiento vegetativo, incrementando el
número de granos por unidad de superficie. En ciertas experiencias la mayor respuesta se
esperaría en Hapludoles Enticos con niveles de Cl extractable inferiores a 13,2 mg kg_1
(primeros
0,2 m del perfil).
Cobre
La concentración total de Cu en los suelos varía de 2 a 100 mg kg−1
(Mortvedt, 2000). En la
Región Pampeana, la disponibilidad de cobre promedio ponderado es del orden de 2,13 mg kg-1
,
aunque se han reportado bajos valores en ciertas zonas en el centro de Buenos Aires y centro-
sur de Córdoba (Cruzate et al., 2006). El Cu un elemento inmóvil, que se acumula en los
horizontes superficiales. La mayor proporción de este elemento se adsorbe en forma específica a
la materia orgánica (Torri y Lavado 2008 a) y en menor proporción a la superficie de arcillas
silicatadas generando formas poco disponibles. En Hapludoles, Natracuoles y Argiudoles Típicos
de la provincia de Buenos Aires, la concentración total de este elemento en suelos prístinos se
encontró en el rango de 11-22 mg kg-1
(Torri 2001). Este micronutriente se encuentra distribuido
entre las fracciones orgánica (3.4-7 mg kg-1
), precipitados inorgánicos (2.7-6.6 mg kg-1) y
remanente (2.5-15.3 mg kg-1) (Torri, Lavado 2002). Esta información indica una reserva
suficiente, lo que se corrobora porque no se han registrado valores de deficiencia.
En la solución del suelo, el 98% del Cu se encuentra formando complejos orgánicos (Sauvé et al.
1997). La inmovilización microbiana es fundamental en el ciclo de este elemento. Contrariamente
a lo que sucede con otros micronutrientes catiónicos, el incremento del pH aumenta las formas
precipitadas de Cu, mientras disminuye la concentración de Cu ligado a la fracción orgánica (Alva
et al. 2000, Torri 2001).
Hierro
El Fe es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre (Mortvedt, 2000). Su
concentración en los suelos oscila entre 7000 y 500.000 mg kg−1
. En la Región Pampeana, la
disponibilidad de hierro promedio ponderado cita??? es de 94,72 mg kg-1
. El Fe se encuentra en
mayor proporción como óxidos e hidróxidos formados durante el proceso de meteorización de los
suelos, como partículas discretas o adsorbidas sobre la superficie de los minerales. Una pequeña
proporción es incorporado a materiales silicatados secundarios (Schwertmann 1991). Aunque su
concentración total en el suelo es muy elevada, su biodisponibilidad es muy baja. Las deficiencias
de Fe se manifiestan en plantas que crecen en suelos calcáreos o suelos de textura gruesa,
especialmente en regiones semiáridas.
El Fe se presenta en dos estados de oxidación: Fe3+
(ión férrico) y Fe2+
(ión ferroso). En
condiciones aeróbicas, el Fe2+
es rápidamente oxidado a Fe3+
, el cual es poco soluble y precipita
como óxidos. Por lo tanto, la forma termodinámicamente más estable del hierro en presencia de
O2 es también la de menor biodisponibilidad. La principal reacción que regula la dinámica de este
nutriente en los suelos es el equilibrio de solubilización de óxidos (Schwertmann 1991), regulada
por el pH edáfico, según la ecuación:
Fe3+
+ 3 HO-
 Fe(OH)3 Kps = 10-39
A pH = 7, la concentración de las especies Fe3+
, [Fe(OH)2]+
y [Fe(OH)]2+
son del orden de 10-14
g
kg-1
, insuficientes para abastecer la demanda vegetal.
Las especies vegetales tienen dos estrategias para incrementar la disponibilidad de Fe(III) en la
solución del suelo (Römheld and Marschner, 1986)
(i) Estrategia I. Las monocotiledóneas no gramíneas y las dicotiledóneas pueden disminuir el pH
rizosférica. La disminución en el pH solubiliza el Fe3+
, el cual debe reducirse a Fe2+
antes de
atravesar la membrana celular
(ii) Estrategia II. Las gramíneas excretan fitosideróforos, aminoácidos no proteínicos, que
solubilizan los iones Fe3+
formando el complejo Fe-fitosideróforo. Se sabe que los
fitosideróforos acarrean también otros cationes como el Zn, Mn y Cu.
El potencial redox también controla la disponibilidad de este elemento a través del equilibrio:
(oxidación) Fe3+
+ e-
 Fe 2+
(reducción)
Por lo tanto, la concentración de formas solubles depende de las condiciones edáficas imperantes:
los medios oxidantes y alcalinos (suelos sódicos y calcáreos) promueven su precipitación,
mientras que condiciones ácidas y reductoras favorecen su solubilización.
Manganeso
Es el décimo elemento más abundante sobre la corteza terrestre. La concentración total de Mn en
los suelos oscila entre 20 to 3000 mg kg−1
(promedio de of 600 mg kg−1
) (Lindsay, 1979). Se
presenta como Mn2+
en la solución del suelo y en el complejo de cambio, o precipitado como
MnO2. La concentración de Mn2+
en la solución del suelo se encuentra regulada por el equilibrio
de óxido-reducción, según la ecuación:
(oxidación) MnO2 + 4 H+
+ 2 e-
 Mn 2+
+ 2 H2O (reducción)
La oxidación se ve favorecida a pH mayores a 7,5. El incremento de pH favorece la adsorción del
elemento sobre los ácidos húmicos y fúlvicos.
Molibdeno
El Mo presenta la menor concentración de todos los micronutrientes en la litósfera (Mortvedt,
2000), siendo su concentración entre 0.2 a 5 mg kg-1
. En la solución del suelo, la especie
predominante a pH mayor a 4.3 es el MoO4
2-
. En suelos aireados, se lo encuentra mayormente
adsorbido a óxidos de Fe, y en menor proporción a óxidos de aluminio. La adsorción de Mo a las
arcillas sigue el siguiente orden: montmorillonita > illita > caolinita (Goldberg et al., 1993). En
suelos con problemas de drenaje, la formación de molibdatos ferrosos incrementa la disponibilidad
vegetal de este elemento. La disponibilidad de este nutriente está influenciada por alteraciones
del pH, disminuyendo su disponibilidad a medida que desciende el pH.
El Mo cataliza la reducción del N atmosférico en la simbiosis soja-Bradyrhizobium. El tratamiento
de semillas de soja con Mo puede suplir los requerimientos del cultivo y del Rizobium. Sfredo et al.
(1997) reportaron respuestas del 20% a este tratamiento en suelos ácidos de Paraná (Brasil). Los
valores de disponibilidad de Mo registrados en la Región Pampeana son muy bajos, del orden de
0.01-0.10 mg kg-1
(Lavado, Porcelli, 2000). En la cuenca lechera Entrerriana se reportó
deficiencia de este nutriente (Boschetti et al., 2000)
En la producción de forraje, el contenido de Mo no debe exceder los 3 mg kg-1
porque
concentraciones superiores reducen la disponibilidad de Cu en animales. Por otro lado, se han
indicado efectos tóxicos en rumiantes con contenidos de Mo en forrajes del orden de 10-20 mg kg-
1
en materia seca, aunque se han reportado casos a valores menores (Davies, Jones 1988).
METODOLOGIA DE DIAGNOSTICO
Los métodos de diagnóstico para identificar deficiencia o toxicidad de micronutrientes incluyen
análisis de suelo o análisis vegetal. Los síntomas visuales son solamente orientativos, representan
el primer paso en el diagnóstico pero deben ser confirmados mediante un análisis de suelo,
vegetal o ambos, ya que el diagnóstico basado exclusivamente en la sintomatología visual es
impreciso. Si bien la deficiencia severa de un micronutriente suele manifestarse a través de
síntomas visuales característicos para la mayoría de los cultivos, deficiencias más leves pueden
confundirse con los efectos de insectos, virus u hongos, o toxicidad por exceso de elementos
traza, . También puede existir superposición de señales. Por estos motivos, los síntomas visuales
de deficiencia nutricional deben confirmarse con un método de diagnóstico objetivo. Cuando la
deficiencia nutricional es tan marcada que origina la aparición de estos síntomas, es probable que
ya se haya producido una merma considerable de rendimiento.
Análisis de suelos
El análisis de suelos permite estimar la biodisponibilidad de micronutrientes. En el caso de cultivos
extensivos, su principal ventaja es que permite la corrección de posibles deficiencias previo a la
implantación del cultivo. Debido a que los micronutrientes presentan mayor complejidad que los
macronutrientes, no se ha encontrado aun un método analítico que permita predecir en forma
cuantitativa la absorción vegetal a partir del análisis de suelos.
Se han propuesto diferentes metodologías para evaluar el contenido de micronutrientes en los
suelos, que pueden agruparse en:
- extracción de formas biodisponibles
- extracciones secuenciales
- extracciones totales
La determinación de formas biodisponibles se realiza a través de una única extracción, con el
objetivo de estimar la disponibilidad y la absorción del micronutriente por la especie vegetal. En la
bibliografía se observa la utilización de una amplia variedad de extractantes, que se pueden
agrupar en agentes complejantes, ácidos débiles ó diluidos y sales neutras. El valor obtenido se
compara con el nivel crítico, definido como la concentración que produce una disminución del 10
% de rendimiento. Una dificultad de esta técnica es que los agentes extraen no sólo las formas
disponibles, sino también extraen parcialmente las fracciones de menor disponibilidad para las
raíces. La cantidad extraída depende del extractante utilizado y de las características de los
suelos. Los valores de referencia varían según el extractante utilizado. Dichos valores fueron
determinados por varios autores en un amplia área de la Región Pampeana y en menor medida
en el resto del país, y sumarizados por Torri et al. (2005).
La extracción secuencial está basada en la solubilización secuencial de los micronutrientes,
utilizando reactivos que van incrementando su capacidad de extracción en cada etapa sucesiva
del fraccionamiento Estas metodologías proveen información sobre la asociación de los
micronutrientes con los distintos componentes del suelo, determinando su movilidad y, por tanto,
su disponibilidad. Las fracciones habitualmente estudiadas son: soluble, intercambiable,
complejado o adsorbido en la materia orgánica, adsorbido u ocluido en los óxidos y carbonatos,
asociado con minerales de arcilla y remanente, generalmente integrada por los elementos que
forman parte de las estructuras silicatadas de los suelos. Sin embargo, este procedimiento no es
completamente específico y podría ocurrir un solapamiento entre las fracciones del metal (Xiao-
Quan, Bin 1993).
Los esquemas de fraccionamiento no han sido estandarizados y en la literatura se describen
numerosos procesos analíticos que remueven elementos traza de distintos "pools" fisicoquímicos
(Tessier et al. 1979; Shuman 1979). Para armonizar los diferentes esquemas, la European
Community Bureau of References (ECBR) propuso un protocolo de extracción en tres etapas (Ure
et al., 1993; Whalley y Grant, 1994), el cual disminuye el tiempo de análisis y la complejidad
respecto de otras metodologías descritas en la literatura (Tessier, 1979, McGrath y Cegarra,
1992).
El contenido total de elementos traza en los suelos se determina mediante digestiones con ácidos
fuertes (Shuman 1979). En nuestro país se han realizado distintos fraccionamiento de elementos
traza, incluyendo micronutrientes (Torri, Lavado 2008 a y b, Orroño y Lavado, 2009; Torri, Lavado
2009 b). En la Figura 3 se reproducen datos medios y su desvío estándar para Cu y Zn, en suelos
no contaminados. Obsérvese la importancia de la fracción II (ligada a la materia orgánica) del Cu.
En el caso del Zn, en cambio, predomina la fracción remanente.
Figura 3.- Contenido de Cu y Zn en las fracciones de suelos representativos de la región
pampeana (Argiudoles, Hapludoles y Natracuoles, elaborado con datos de Torri, Lavado 2008 a,
b) Fracciones: I: soluble e intercambiable; II: complejado o adsorbido en la materia orgánica; III;:
precipitado y IV: remanente
La determinación de formas disponibles se emplea habitualmente para el diagnóstico de
deficiencias de micronutrientes. La extracción secuencial es principalmente utilizada en
investigación para estudiar la partición y la dinámica de los microelementos y otros elementos
traza en las diferentes fracciones del suelo, particularmente luego de la incorporación de
fertilizantes o enmiendas orgánicas ricas en micronutrientes (biosólidos, estiércol de ganadería
intensiva, entre otros), o en suelos contaminados. La determinación de la concentración total suele
utilizarse para relevamientos globales de micronutrientes, en las regulaciones para del uso de
biosólidos y residuos peligrosos o para establecer límites de contaminación con elementos tóxicos
(Lavado et al., 2007)
Análisis foliar
El análisis foliar se utiliza bajo la hipótesis que la concentración vegetal de un elemento está
directamente relacionado con la disponibilidad de ese nutriente en el suelo. La concentración de
nutrientes en tejido vegetal resulta de la integración de diversos factores, tales como tipo de tejido
muestreado, suelo, clima, y manejo. La ventaja que presenta este método es que permite registrar
estados incipientes de deficiencia. Su empleo para el diagnóstico de la fertilización en nuestro país
no se encuentra difundido para cultivos anuales extensivos, aunque suele utilizarse en cultivos
intensivos. El análisis foliar es también empleado para verificar la ausencia de elementos
potencialmente tóxicos para el crecimiento de las plantas o animales, evitando su ingreso a la
cadena alimenticia.
Rangos de suficiencia
En este criterio, se busca que la concentración foliar de nutrientes caigan dentro del rango de
máxima productividad (Figura 4).
Figura 4: Representación esquemática de las relación entre el rendimiento relativo y la
concentración foliar de nutrientes
El rango de concentración entre el nivel crítico y la concentración por encima de la cual se
produce toxicidad es el rango suficiente. Si la concentración foliar se encuentra dentro del rango
de suficiencia, el nutriente no limita la productividad del cultivo (Cuadro 3). Si por el contrario la
concentración foliar se ubica por debajo de dicho rango, se estima que el rendimiento se
encontrará limitado por una deficiencia nutricional.
CUADRO 3: Rangos de suficiencia para distintos cultivos en el estadío de crecimiento.
Cultivo Fe Mn Cu Zn B Mo Fuente
mg kg
-1
materia seca
Alfalfa 30-249 25-99 8-29 20-69 30-79 1-4,9 Small, Ohlrogge 1978
Cítricos 60-120 25-100 5-16 25-100 36-100 0,1-1,0 Malavolta, 1997
Girasol 50-750 50-1000 4-25 25-100 35-150 0,25-0,75 Mills, Jones 1996.
Maíz 21-25 20-200 2-6 25-100 5-25 - Jones et al. 1991
Manzana 50-300 25-200 6-25 20-100 25-50 0,1-2,0 Mills, Jones 1996
Papa 50-150 30-450 7-20 20-250 25-50 - Mills, Jones 1996.
Geranio 100-580 40-325 5-25 7-100 30-75 - Mills, Jones 1996
Soja 51-350 21-100 10-30 21-50 21-55 1-5 Small, Ohlrogge 1978
Trigo 20-29 20-29 3-3,9 15-22 3-4,4 0,15-0,22 Jones et al. 1991
Tomate 40-300 40-500 5-20 20-50 25-75 >0,6 Mills, Jones 1996
La concentración de micronutrientes en tejido vegetal varía según el momento fenológico del
cultivo. Por lo tanto, el momento del muestreo, el órgano y su posición en el vegetal deben ser
rigurosamente estandarizados e idénticos a aquellos que se utilizaron para desarrollar la norma
(Cuadro 4). Sin embargo, las interacciones sinérgicas o antagónicas entre nutrientes pueden
modificar dichas concentraciones, lo cual representa una limitante para su adopción extensiva.
CUADRO 4. Estadío de crecimiento y ubicación de las hojas para el muestreo foliar de algunos cultivos
Cultivo Estadio de crecimiento Parte de la planta a muestrear
Alfalfa
(1)
Anterior o en el 10% de floración Hojas maduras tomadas cerca del tercio
superior de la planta
Cítricos
(2)
Hojas de ramas no fructíferas de 4 – 6 meses Hojas del tercio medio
Grano fino
(1)
Antes de espigazón Cuarta hoja superior
Maíz
(1)
Antes de panojamiento Hoja completamente desarrollada por
debajo de la espiga en floración
Panojamiento a aparición de estigmas Hoja del nudo de la espiga
Pasturas
(1)
Anterior a la emergencia de la inflorescencia o Cuarta hoja superior
en el estado de mayor crecimiento
Soja
(1)
Antes de floración Dos o tres hojas completamente
desarrolladas de la parte superior de la
planta.
(1) Sumner 2000, (2)
Malavolta, 1997
Para realizar determinaciones con un determinado nivel de confianza, el número de submuestras
requerido para el análisis vegetal es mayor que el número de muestras de suelo. Por ejemplo, se
observó mayor variabilidad en las concentraciones de Cu, Fe y Mn en la hoja opuesta a la espiga
de maíz que en los suelos (Ratto et al. 1997).
Los estándares utilizados se desarrollaron en otros países, a partir de innumerables
determinaciones y estudios, pero deben calibrarse para las condiciones locales y los nuevos
materiales genéticos. Por este motivo, la comparación entre los valores determinados en un caso
concreto y los rangos de suficiencia deben ser tomada con precaución. Un ejemplo de
discordancia entre los estándares y los valores determinados fue encontrado por Ratto de Miguez
et al. (1991) en la Pampa Ondulada, quienes observaron que las concentraciones de Cu, Fe, Mn y
Zn en la hoja opuesta a la espiga de maíz presentaba valores siempre mayores que los niveles
críticos de concentración informados por la bibliografía. Goldman (1999), encontró que los niveles
críticos de Cu y Zn en maíz en la zona de Balcarce, Rafaela y Paraná presentaron una estrecha
asociación con los citados por la bibliografía, pero los valores observados para Mn y Fe en dichos
suelos fueron siempre superiores a los niveles críticos. Contrariamente a esos casos, en suelos
prístinos y deteriorados de la Pampa Ondulada las concentraciones de B en maíz en la hoja
opuesta a la espiga resultaron dentro del rango de suficiencia (Urricariet, 2000).
Relación entre nutrientes
Una alternativa para evaluar los resultados del análisis foliar de un cultivo es a través de las
normas DRIS (Diagnosis and Recommendation Integrated System). Esta metodología utiliza las
relaciones entre nutrientes para interpretar el estado nutricional, comparando las relaciones de
concentración de nutrientes con aquellas obtenidas en poblaciones de rendimiento máximo u
óptimo. A partir de ellas, el método provee un medio para ordenar las relaciones de nutrientes en
expresiones llamadas Indices DRIS. Matemáticamente, los índices se basan en la desviación
media de cada relación respecto a su valor óptimo. Por ello, el Indice DRIS óptimo debería ser
cero para cualquier nutriente. Los índices negativos indican deficiencias relativas mientras que los
positivos excesos respecto a los nutrientes considerados en el diagnóstico (Walworth y Sumner,
1987).
La principal ventaja del DRIS es la posibilidad de realizar diagnósticos foliares
independientemente de la edad, variedad, condiciones de clima, suelo, prácticas culturales y
posición de la hoja muestreada (Sumner, 2000). Esto se debería a la utilización de una amplia
base de datos (varios cientos a miles de análisis) en la obtención de las normas DRIS. Sin
embargo, para mejorar la precisión del diagnóstico DRIS sería necesario establecer normas
provenientes de estudios regionales y locales que tomen en cuenta la variabilidad de los
nutrientes y cultivos estudiados (características climáticas, nivel de producción, etc.). Por otro
lado, los déficits hídricos que afectan el crecimiento o el rendimiento del cultivo pueden interferir
significativamente sobre los resultados obtenidos.
En suelos prístinos y deteriorados de la Pampa Ondulada, el B y Zn presentaron valores DRIS
positivos indicado nutrición balanceada (Urricariet et al., 2004). En suelos de Paraná, Goldman
(1999) determinó índices DRIS negativos de Zn, siendo el nutriente que limitaría la producción de
maíz en segundo lugar.
DEFICIENCIAS DE MICRONUTRIENTES, RESPUESTA A SU AGREGADO Y TECNOLOGÍA DE
FERTILIZACIÓN
En la Región Pampeana se han comenzado a observar deficiencias y respuestas a la fertilización
con micronutrientes, particularmente a B y Zn en cultivos extensivos, como girasol, maíz, trigo,
soja y alfalfa.
El B es probablemente el principal micronutriente limitante en la producción de alfalfa. En el caso
del girasol, diferentes estudios de suelo indican que el B sería uno de los micronutrientes con
probables respuestas económicas a la fertilización. Se considera que el 80 % del área cultivada
con girasol en la Pradera Pampeana presenta deficiencia de B (Ratto, 2006). La fertilización con
B se puede realizar en forma foliar en dos momentos en el ciclo de girasol (Diggs et al., 1992), en
etapa vegetativa (1.2 kg B ha-1
) y en elongación del botón floral (0.6 kg B ha-1
). En suelos
arenosos del O de Buenos Aires las respuestas de B en girasol se asociaron al nivel de B
extractable en suelo (Melich III) determinado a la siembra del cultivo (Díaz Zorita y Duarte, 1998).
También se observaron deficiencias de B en soja en regiones con larga historia de monocultivo.
Para una mayor eficiencia de la fertilización foliar, deben considerarse factores ambientales como
temperatura, viento, luz, humedad relativa y hora de aplicación. En el cultivo de soja, se
recomienda realizar las pulverizaciones con valores de humedad relativa superior a 60%,
temperatura menor a 30 ºC y velocidad del viento inferior a 7-8 km h-1
.
En la actualidad se está también estudiando la factibilidad de agregar Zn a soluciones nitrógeno-
azufradas, aplicadas en forma chorreada al suelo en estados vegetativos tempranos (V3-V6). Si
bien el Zn es fuertemente retenido por el suelo, las primeras experiencias en maíz han arrojado
resultados alentadores sobre esta tecnología. Sin embargo, es necesario incrementar
considerablemente la dosis para compensar la menor eficiencia de recuperación a causa de su
fijación en el suelo. La ventaja de esta tecnología de aplicación es que la fuente de Zn utilizada
podría ser de menor costo en relación a las requeridas para una absorción del nutriente por vía
foliar, con mayor grado de pureza.
Otra forma de aplicación de Zn constituye el tratamiento de semillas. En la zona arrocera
entrerriana, Quintero et al. (2006) indican que el tratamiento de semillas con Zn constituye una
alternativa para incrementar los rendimientos a partir de una mejora en la implantación, al reducir
la mortandad de plantas, logrando un mayor número de panojas y granos por metro cuadrado.
Esta tecnología presenta la ventaja de una absorción temprana del nutriente y, de difundirse la
práctica, podría realizarse junto a la aplicación de fungicidas e insecticidas, logrando una mejor
dosificación. Las dosis que se aplican sobre semilla son menores que las correspondientes a la
aplicación foliar, pudiendo resultar insuficientes como única vía de suministro en caso de
deficiencia muy marcadas.
Finalmente, existen experiencias de aplicación de Mo y Co, restringidas a su aplicación conjunta a
semillas de soja, junto con los inoculantes que proveen las bacterias fijadoras de N del género
Bradyrhizobium japonicum. En un grupo de cinco experimentos realizados en las localidades de
Pergamino y Colón (Bs As), y Wheelwright (Santa Fe), la aplicación de Mo y Co sobre semilla
mejoró los rendimientos en un 8% sobre la inoculación simple, y un 15 % sobre el testigo sin
inocular. No obstante, los resultados son variables y se han observado situaciones de no
respuesta en la misma región. Parecería que la respuesta a Co-Mo se incrementaría cuando el pH
del suelo desciende por debajo de 5,4-5,5, situación frecuente en suelos con larga historia
agrícola. Dicha respuesta es de mayor importancia en los suelos ácidos tropicales de Brasil
(Hungria et al., 2005).
PRODUCTOS A UTILIZAR Y FORMAS DE APLICACIÓN
Los fertilizantes a base de micronutrientes presentan un panorama complejo, porque pueden
aplicarse al suelo y/o a la planta directamente, por vía foliar. Existen dos grandes grupos de
fertilizantes que aportan micronutrientes: compuestos inorgánicos y orgánicos (quelatos).
Los compuestos inorgánicos son óxidos o sales como carbonatos, cloruros, nitratos, sulfatos,
boratos, molibdatos, entre otros. También existen formas vitrificadas, que los liberan lentamente.
En su conjunto, se aplican a los suelos, en formulaciones con macronutrientes. En general son los
productos de menor costo, pero poseen variados problemas de disponibilidad.
Para fertilización foliar se utilizan aquello fertilizantes solubles en agua. Por otro lado, pueden
presentar distintos procesos de insolubilización, como precipitación por hidrólisis, oxidación, efecto
de ión común, entre otros, que limitan su eficiencia de uso. En los últimos tiempos se presentaron
en el mercado formulaciones a base de óxidos micronizados y suspendidos, para aplicar por vía
foliar. Estos productos poseen varias ventajas, pero son de alto costo.
Entre los productos orgánicos se distinguen los quelatos, que forman soluciones de mayor
estabilidad, Los quelatos son fertilizantes más costosos y de mayor grado de pureza. Su uso se
restringe en general a cultivos intensivos. Pueden aplicarse al suelo a través de sistemas de
fertirriego o en forma foliar, dependiendo de la estabilidad del quelato. La fertilización foliar con
micronutrientes es específica de cada cultivo, estadio de crecimiento y ubicación. Las dosis y
momentos de aplicación no pueden generalizarse a todos los cultivos, excepto en muy pocos
casos. Por otro lado, las técnicas de aplicación o la calidad de los productos podrían hacer variar
los resultados.
CONSIDERACIONES FINALES
En la región pampeana, la disponibilidad de los micronutrientes ha sido históricamente
considerada adecuada para los cultivos extensivos. Sin embargo, en los últimos años se ha
comenzado a observar deficiencias y respuestas a su aplicación. Esto se debe a distintos
procesos: incapacidad de los suelos de reponer las formas solubles ante cultivos sucesivos,
agotamiento de los suelos, y como resultado de altos niveles de fertilización con macronutrientes
en planteos de alta producción. Los resultados obtenidos hasta el presente indican que hay
indicios de deficiencia de Zn (maíz) y B (girasol), lo cual implicaría la necesidad de considerar la
aplicación de estos elementos en un futuro. La respuestas al Cl no son hasta el presente
agronómicamente transcendentes, mientras que no se han manifestado deficiencias de Cu, Fe,
Mn y Mo en cultivos extensivos en la Región pampeana. En cultivos intensivos las deficiencias de
micronutrientes son más comunes, particularmente en las áreas que poseen suelos y/o aguas de
riego de pH neutro o alcalino. Salvo casos registrados de B, no se registraron efectos fitotóxicos
debido a otros nutrientes.
La fertilización con micronutrientes es una práctica relativamente reciente en los cultivos
extensivos de la región pampeana, y hasta el presente existe un escaso desarrollo tecnológico
local sobre metodología de diagnóstico y tecnologías de aplicación.
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Micronutrientes en agroecosistemas pampeanos

  • 1. MICRONUTRIENTES EN AGROECOSISTEMAS DE LA REGIÓN PAMPEANA Silvana I. Torri, Susana Urricariet, Raúl S. Lavado INTRODUCCIÓN Los elementos traza son elementos que se presentan en concentraciones extremadamente bajas en los organismos vivos y, en particular, en los tejidos vegetales. Entre los elementos traza se encuentran los micronutrientes, término que se utiliza para denominar específicamente a aquellos nutrientes que son esenciales para todos los cultivos. Los micronutrientes, por lo tanto, son elementos esenciales para el crecimiento y la reproducción vegetal, cumplen funciones específicas en los procesos bioquímicos celulares y no son reemplazados en sus funciones por otros elementos (Arnon y Scout, 1939). A diferencia de los macronutrientes, su concentración en el tejido vegetal es muy baja, menores a 50 mg kg-1 . Una excepción la constituye el cloro y en algunas especies el hierro, que es considerado un micronutriente a pesar que su concentración en tejido vegetal es del mismo orden que los macronutrientes (Marschner 1995). Hasta el momento, se ha demostrado la esencialidad de siete microelementos en todas las especies vegetales: boro (B), cinc (Zn), cobre (Cu), cloro (Cl), hierro (Fe), manganeso (Mn) y molibdeno (Mo). La concentración de estos nutrientes en tejido vegetal generalmente sigue el orden Mn > Fe > Zn > B > Cu > Mo, aunque puede modificarse según la especie vegetal o las condiciones de crecimiento. Existen otros elementos que también se encuentran en los tejidos vegetales en bajas concentraciones y que se consideran esenciales para el crecimiento de ciertas especies vegetales. Entre ellos se encuentran el níquel (Ni) y el cobalto (Co). El Ni solía ser considerado un elemento no esencial o tóxico para las plantas. Sin embargo, estudios realizados en pecán y otras especies vegetales reveló que el Ni cumple con el criterio indirecto de esencialidad, ya que su deficiencia inhibe la acción hidrolítica de algunas enzimas, entre ellas la ureasa, provocando la presencia de manchas necróticas foliares (Brown et al., 1987). El Co es esencial para la fijación de N2 por parte del Rhizobium y otros microorganismos fijadores de nitrógeno, pero no es requerido por las plantas superiores (Marschner, 1995). Ciertos elementos actúan en el metabolismo vegetal de manera no específica. Se los denomina nutrientes funcionales debido a que no intervienen en reacciones bioquímicas reconocidas en las plantas (Cd, Pb, Si, V). Otros elementos cumplen funciones únicamente en ciertas especies vegetales (Na, Ni, Co, Si) o son esenciales para los animales (Cu, Zn, Fe, Mn, Mo, Co, I y Se). Elementos como arsénico (As), cadmio (Cd), plomo (Pb), Cu y Zn, entre otros, son tóxicos para los vegetales cuando son absorbidos por encima de determinados niveles. Estos elementos han sido ampliamente estudiados debido a que pueden originar la contaminación de suelos, agua o ingresar a la cadena trófica (Torri, Lavado 2008 a y b; Uprety et al., 2009).
  • 2. En la actualidad, existe un creciente interés por incrementar la concentración de micronutrientes en los órganos cosechados, particularmente en los cereales. Dicho interés responde no solo al objetivo de incrementar los rendimientos, sino también para subsanar deficiencias nutricionales, particularmente en las poblaciones rurales de países en desarrollo (Zhao, McGrath 2009). Más de la mitad de la población mundial se encuentra afectada por deficiencias de Fe, Zn, Se e I (WHO, 2002). Se ha observado que los incrementos en los rendimientos de los cultivos en los últimos 40 años han estado acompañados por una disminución en la concentración de micronutrientes en granos (Fan et al., 2008). La biofortificación, a través de prácticas tendientes a incrementar la disponibilidad de micronutrientes o del uso de biotecnologías, representa la mejor estrategia para incrementar el contenido de micronutrientes en cereales. FUNCIÓN METABÓLICA Y REQUERIMIENTO DE MICRONUTRIENTES Excepto el Cl y B, los micronutrientes se encuentran asociados a enzimas que regulan distintos procesos metabólicos, principalmente la respiración (Cu, Fe, Mn, Zn), la fotosíntesis (Cu, Mn) y la síntesis de clorofila (Cu, Fe, Zn). El Fe, Mn, Cu y Mo forman parte de grupos prostéticos que catalizan reacciones de óxido-reducción, el Fe y Zn forman complejos enzima-sustrato. El Zn actúa como estabilizador de la molécula de clorofila y es un constituyente de más de 80 sistemas enzimáticos (Römheld, Marschner, 1986). El Mn interviene en la liberación del O2 en la fotólisis del agua durante la fotosíntesis, el proceso de regulación enzimático y la permeabilidad de la membrana. El Mo es un componente de la nitrato reductasa y de la nitrogenasa, influyendo en el rendimiento y velocidad de fijación del N atmosférico. Junto con el Zn interviene en la síntesis de proteínas. Por otro lado, el Cl está involucrado en el transporte de cationes, regulando, junto con el potasio, el mecanismo de apertura y cierre de los estomas, mientras que el B se asocia al metabolismo de azúcares, a la división y crecimiento celular, germinación y regulación hormonal. CUADRO 1: Requerimiento de micronutrientes para determinados cultivos (g t-1 órgano cosechado*) Cultivo B Cl Cu Fe Mn Mo Zn Fuente Alfalfa1 30 7 40 25 0.3 15 Malavolta et al. 1997 Arroz2 16 9700 27 356 370 5 40 IFA. 2000 Festuca1 26.3 14.5 62 7 28 IFA. 2000 Girasol2 165 19 261 55 29 99 IFA. 2000 Maíz2 20 444 13 125 189 1 53 IFA. 2000 Naranjo3 2.8 0.6 3 0.8 1.4 IFA 2000 Papa4 2 2 5-20 1-20 1 1 IFA. 2000 Soja2 25 237 25 300 150 5 60 Malavolta et al. 1997 Trigo2 25 10 137 70 52 IFA. 2000 * órgano cosechado: 1-materia seca, 2-grano, 3-frutos, 4-tubérculo.
  • 3. La deficiencia de cualquier micronutriente repercute negativamente en la producción, tanto en el rendimiento como en la calidad. Por ejemplo, la deficiencia de B afecta el crecimiento de las raíces, con una menor producción de raíces secundarias, escasa floración y aborto floral, ocasionando un incompleto llenado de granos. La deficiencia de Zn se manifiesta en una reducción del crecimiento, acortamiento en la longitud de los entrenudos y tamaño de hojas. Produce también una reducción de la floración y la fructificación. La demanda de micronutrientes depende de la especie vegetal considerada (Cuadro 1), del cultivar y los rendimientos obtenidos. Los micronutrientes cobran, comparativamente, mayor importancia en la producción de cultivos intensivos que en los extensivos. En estos últimos, su deficiencia afecta fundamentalmente el rendimiento, mientras que en los cultivos intensivos afecta, además, factores de calidad tales como firmeza y color de frutos, pudiendo ocasionar trastornos fisiológicos en el período de pos cosecha. En la Región Pampeana se ha comenzado a observar deficiencias de micronutrientes y respuestas a la fertilización, particularmente de B y Zn en ciertos cultivos extensivos, como girasol, maíz, trigo y alfalfa. Estas situaciones pueden manifestarse en planteos de alta producción, donde se maximizan los rendimientos a través de un elevado nivel tecnológico (Andrade, Sadras 2000), en suelos deteriorados (Maddonni et al. 1999), en suelos con elevado pH (Quintero et al., 2006), por el uso de fertilizantes con mayor grado de pureza, o simplemente debido a desbalances nutricionales. Una manera de cuantificar la disminución de la disponibilidad de los micronutrientes es evaluar su biodisponibilidad en suelos prístinos. Se determinaron mayores reducciones en la disponibilidad de Zn y B (65% y 55 % respectivamente) que de Cu (19 %) para suelos deteriorados de la Pampa Ondulada (Urricariet, Lavado 1999). Estos resultados coinciden con la ocurrencia de deficiencias nutricionales y respuesta a fertilización con micronutrientes (Lavado, Porcelli 2000, Melgar et al. 2001). BIODISPONIBILIDAD DE LOS MICRONUTRIENTES EN LOS SUELOS El contenido total de micronutrientes en los suelos depende de las características del material parental. Existe asimismo un ingreso neto de estos elementos al sistema suelo/planta a través de diversos procesos naturales, como emisiones volcánicas, depositación de polvo atmosférico, influencia marina, o procesos antropogénicos como fertilización, aplicación de abonos orgánicos, productos fitosanitarios, residuos y vertidos industriales, polución industrial, minera y urbana, entre otros. En los suelos prístinos, la distribución de los micronutrientes nativos en profundidad está directamente relacionada con la distribución de arcilla, acumulándose en el horizonte B. En cambio, los elementos de ingreso reciente tienden a acumularse en el horizonte superficial debido a su baja movilidad. Se exceptúa el B y el Cl, que presentan una elevada movilidad, y son
  • 4. susceptibles de lixiviarse, particularmente en suelos de textura gruesa y/o con bajo contenido de materia orgánica. Figura 1: Ciclo de los micronutrientes (adaptado de Torri 2001) La biodisponibilidad de los micronutrientes para las especies vegetales se encuentra determinada por la naturaleza del material parental, los procesos geoquímicos regionales, y su pedogénesis. Los suelos derivados de rocas básicas presentan una mayor disponibilidad de micronutrientes comparado con los que provienen de rocas ácidas. La meteorización de los minerales primarios origina la liberación de los micronutrientes a la solución del suelo, generando una serie de reacciones, como formación de complejos solubles, precipitación, adsorción coloidal e inclusión en minerales, determinando su distribución entre los diversos componentes edáficos (Figura 1). Una muy baja proporción del total de los micronutrientes presentes en el suelo se encuentran en formas disponibles (He et al., 2005). En base a sus características, los micronutrientes pueden clasificarse como cationes (Cu, Zn, Fe, Mn) ó como aniones (Mo, Cl, B). Los principales mecanismos responsables del movimiento de micronutrientes desde la solución del suelo a las raíces son difusión, flujo masal e intercepción directa (Cuadro 2).
  • 5. CUADRO 2: Porcentaje de mecanismo de absorción radical (Mortvedt et al. 1991) Micronutriente Intercepción radical Flujo masal Difusión B 0.1 99.8 0.1 Cu 70 20 10 Fe 50 10 40 Mn 15 5 80 Zn 20 20 60 Los micronutrientes son frecuentemente inmóviles dentro de la planta, Sin embargo, el B puede comportarse como nutriente móvil en algunas especies, al formar complejos estables con el sorbitol, resultando en un compuesto muy móvil en el floema. FACTORES EDÁFICOS QUE AFECTAN LA DISPONIBILIDAD DE MICRONUTRIENTES Numerosos factores edáficos afectan la disponibilidad de los micronutrientes para las plantas. La magnitud del efecto que ejercen estos factores varía considerablemente entre micronutrientes. Entre ellos, se destacan: 1. pH El pH se encuentra estrechamente relacionado con la disponibilidad de los micronutrientes, ya que determina su concentración en la solución del suelo, especies iónicas y movilidad. Los micronutrientes catiónicos así como otros elementos traza catiónicos, se comportan de manera similar, y su disponibilidad disminuye con el aumento de pH. Se ha observado que la solubilidad de Fe3+ , Fe2+ , Mn2+ y Zn2+ disminuyen 100 veces por cada unidad de incremento de pH edáfico (Figura 2). La disponibilidad de Mo, en cambio, se incrementa a pH neutros o alcalinos, debido a la liberación de este nutriente de sitios de adsorción aniónica o a la solubilización de sus óxidos, originando sales solubles. Por encima de pH 4.2, predominan los MoO4 2− , que tiende a polimerizarse en la solución del suelo. Esta polimerización se incrementa con la acidificación, lo cual explicaría la baja disponibilidad de este elemento a pH ácidos (Kabata-Pendias and Pendias, 1992). La concentración de esta especie se incrementa seis veces con el aumento de pH desde 4.7 hasta 7.5, así como su absorción vegetal.
  • 6. Figura 2: Disponibilidad de micronutrientes en función del pH del suelo (adaptado de Malavolta et al. 1997) El Cl presenta una elevada solubilidad y movilidad en la solución del suelo. Se encuentra ligeramente sujeto a procesos de adsorción aniónica si el pH edáfico es ácido a neutro, siendo despreciable a pH cercanos a 7. El B es el único micronutriente que se encuentra en la solución del suelo como una especie sin carga en el rango de pH adecuado para la mayoría de los cultivos. La disponibilidad de B no se ve mayormente afectada por el pH del suelo, ya que todas sus formas son solubles. Sin embargo, su concentración en la solución del suelo es ligeramente mayor en el rango de pH 5.5–7.5, donde predomina como H3BO3. En suelos de pH mayores a 7.5 su disponibilidad disminuye, ya que las especies H2BO3 - , HBO3 2- y BO3 3- están sujetas a procesos de adsorción aniónica. Las prácticas de encalado reducen la disponibilidad de este elemento, ya que el CaCO3 actúa como una superficie adsorbente (Fleming, 1980). 2. Contenido de materia orgánica Los micronutrientes interaccionan con la materia orgánica soluble (ácidos fúlvicos y productos de degradación microbiana de bajo peso molecular) y la materia orgánica insoluble (huminas y ácidos húmicos). Los ácidos húmicos presentan grupos funcionales oxigenados, como fenoles, grupos hidroxilo, carboxilo, que presentan cargas negativas e interactúan con los micronutrientes catiónicos. En general, estas uniones son muy estables. Por el contrario, las uniones con ácidos orgánicos solubles, de bajo peso molecular como los ácidos acéticos, cítrico y málico presenta uniones relativamente débiles. Estos complejos quelatados solubles en la solución del suelo incrementan la biodisponibilidad de los micronutrientes para las especies vegetales. También incrementan su movilidad en el perfil. El uso de estiércol como abono orgánico con una alta concentración de micronutrientes y otros
  • 7. elementos traza puede originar una importante movilización vertical de estos elementos, particularmente en suelos de textura arenosa (Torri et al., 2009 a). Este flujo vertical estaría relacionado con la presencia de materia orgánica fácilmente mineralizable. Por otro lado, la materia orgánica más estabilizada (sustancias húmicas y huminas) contribuye a la retención, y muchas veces a la inmovilización de micronutrientes a través de mecanismos de adsorción específica y no específica (Blume, Brummer 1991). En el caso del B, su adsorción a la materia orgánica edáfica constituye el principal mecanismo de retención en los suelos, a través de su interacción con grupos hidroxilo (Offiah, Axley 1993). El Cu es el micronutriente que forma los compuestos más estables con la materia orgánica persistente, disminuyendo su disponibilidad vegetal. Esta reacción se encuentra estrechamente relacionada con el pH edáfico. A pH ácidos, predomina la asociación de Cu con la materia orgánica estable. A medida que el pH se incrementa, predominan las reacciones de precipitación (Torri, Lavado 2008 b). Por otro lado, la mayor proporción del Cu en la solución del suelo se encuentra quelatada con la materia orgánica soluble. La retención de micronutrientes por parte de la materia orgánica edáfica sigue el orden: Cu > Zn > Mn (McGrath et al., 1988). 3. Procesos de óxido – reducción Cuando el suministro de oxígeno edáfico es bajo, los microorganismos utilizan aceptores de electrones secundarios para mantener sus procesos metabólicos. Esta situación puede manifestarse en suelos inundados, en el interior de macroagregados o como resultado de la incorporación de un gran volumen de residuos orgánicos que origina un incremento de la concentración de CO2 en la atmósfera edáfica. Entre los aceptores secundarios se encuentran el NO3 - , y entre los micronutrientes el Fe y Mn. En condiciones aeróbicas, el Fe(III) se encuentra mayormente precipitado como óxidos, y en menor proporción como fosfatos y otras sales inorgánicas. En condiciones reductoras, el Fe(II) es soluble, se incrementa su disponibilidad y pasa a ser móvil en los suelos. La solubilidad del Mn también se incrementa en condiciones reductoras, debido a su reducción a Mn (II). Por otro lado, se ha observado que la disponibilidad de Cu y Zn disminuye bajo condiciones reductoras, a pesar de no presentar estos elementos equilibrios de óxido-reducción. Sin embargo, la reducción de óxidos de Fe y Mn origina superficies amorfas con elevada capacidad de adsorción. Sobre estas superficies se verifica una elevada tasa de adsorción de Cu y Zn (Iu et al. 1981), disminuyendo su biodisponibilidad en condiciones reductoras. 4. Procesos de intercambio catiónico Los suelos arcillosos tienen mayor capacidad de adsorción que los suelos con bajo contenido de arcilla (Murray et al., 2004). La capacidad de adsorción de cationes depende de la naturaleza de la arcilla y de las propiedades de los iones, por ejemplo, Covelo, et al. (2007) observaron que la
  • 8. adsorción de Cu es muy elevada en illitas y montmorillonitas, de acuerdo a la siguiente secuencia: Cu > Cr > Cd > Zn > Ni. La selectividad de la adsorción de los micronutrientes varía con la naturaleza de las arcillas. La vermiculita adsorbe Cu2+ , Zn2+ , y Ni2+ en forma más selectiva que la montmorillonita, por presentar sitios de adsorción específicos (Malla, 2002). Tiller et al. (1984) identifica tres tipos de mecanismos de adsorción: (1) los relacionados con los óxidos de hierro, controlado por la hidrólisis de los cationes, (2) los asociados con coloides orgánicos, y (3) los relacionados con arcillas 2:1, de menor sensibilidad frente a cambios de pH. En cambio los óxidos e hidróxidos de Fe y Mn poseen cargas variables, y el alcance de la retención depende del pH edáfico, siendo menor a mayor grado de cristalización de los óxidos (Blume, Brummer 1991) Debido a que en los procesos de intercambio catiónico se encuentran involucradas otras especies como Ca2+ , Mg2+ , K+ , Al3+ y NH4 + que se encuentran en el suelo en concentraciones varias órdenes de magnitud superiores a los micronutrientes, los procesos de adsorción influyen en menor proporción en la disponibilidad de micronutrientes. 5. Actividad radical La estructura radical (longitud, densidad, área superficial), y la presencia de pelos radicales influyen en la habilidad de las distintas especies vegetales para absorber micronutrientes. La disponibilidad de micronutrientes en la rizósfera es modificada por cambios inducidos por la actividad rizosférica, como la liberación de iones (H+, OH− , HCO3 − ), la secreción de exudados radicales (ácidos orgánicos de bajo peso molecular como cítrico, málico, tartárico y oxálico, entre otros), azúcares y enzimas como las fosfatasas (Kidd et al., 2009). Algunas especies vegetales son capaces de secretar compuestos orgánicos capaces de quelatar micronutrientes en la rizosfera, incrementando su solubilidad. El ejemplo más conocido es la secreción de aminoácidos de bajo peso molecular (fitosideróforos) por gramíneas en respuesta a deficiencia de Fe (Briat 2007). 6. Factores climáticos, de manejo y fertilización. La temperatura y la humedad son factores climáticos que afectan a la disponibilidad de los micronutrientes (Fageria et al., 2001). Por ejemplo, las bajas temperaturas disminuyen su tasa de difusión y disolución, especialmente de B y Cl. El aumento de la temperaturas incrementa la concentración de B en la biomasa aérea debido a un aumento en el flujo transpiracional (Moraghan y Mascagni, 1991). Por el contrario, es frecuente observar deficiencia de boro en condiciones de bajo contenido hídrico, particularmente en el cultivo de girasol, ya que el B se mueve por flujo masal (Barber,1995). Por consiguiente, bajo condiciones de sequía, la disponibilidad de B disminuye, aumentando las respuestas a aplicaciones foliares. Los ciclos de humedecimiento y secado de los suelos, acompañados de cambios en las temperaturas edáficas
  • 9. (por ejemplo de 25° a 45°C) incrementan la fijación de B a la montmorillonita o illita (Fageria et al., 2001). Los sistemas de labranza afectan la distribución y disponibilidad de algunos micronutrientes. Tal es el caso del Cu y Zn, que se estratifican bajo labranza cero, asociado con la estratificación de la materia orgánica y cambios en el pH. El Zn aumentó su disponibilidad en la superficie del suelo bajo labranza cero (Lavado et al. 2001). Por el contrario, la distribución en profundidad de Fe, Mn y no fueron afectados por las labranzas, así como tampoco su concentración en las plantas (Lavado et al. 1999). Los fertilizantes fosfatados contienen numerosos elementos traza, debido a la presencia de impurezas de la materia prima (roca fosfórica), que permanecen en los fertilizantes comerciales. Las rocas fosfóricas contienen en promedio de 11 mg kg-1 de As, 25 mg kg-1 de Cd, 188 mg kg-1 de Cr, 32 mg kg-1 de Cu, 10 mg kg-1 de Pb y 239 mg kg-1 de Zn (He et al., 2005). Desde hace algunos años se ha observado en suelos de Europa la acumulación de estos elementos en los suelos debido a la continua fertilización fosfatada (Nziguheba, Smolders 2008). En la Argentina el uso de fertilizantes fosfatados tiene una corta historia de uso. En el área de Pergamino se observó una muy incipiente acumulación de micronutientes en los suelos (Lavado et al. 1999), mientras que en el Alto Valle del Rio Negro los suelos que han recibido fertilizantes fosfatados por varios años presentaron una correlación positiva entre fósforo y Zn (Aruani y Sanchez, 2003). Podría inferirse, entonces, que la acumulación de micronutrientes y en general elementos traza, por el uso de fertilizantes fosfatados en cultivos extensivos en la Región Pampeana no es, y tampoco será en el corto y mediano plazo, un fenómeno trascendente. La aplicación de fertilizantes puede, sin embargo, modificar ciertas propiedades del suelo directamente relacionadas con la biodisponibilidad de los micronutrientes. El efecto acidificante de ciertos fertilizantes modifican la disponibilidad de Zn, Cu y Mn (Mench et al., 1998). La formación de complejos amoniacales de alta estabilidad incrementa la disponibilidad de Cu, Ni, y Zn (Ringbom, 1996). Las interacciones entre macro y micronutrientes (efecto antagónico), originadas frecuentemente a través de una sobre fertilización, también pueden inducir deficiencias. La adición de fosfatos mono o di amónico disminuye la solubilidad de Zn2+ por precipitación (McGowen et al., 2001). CARACTERÍSTICAS DE LOS MICRONUTRIENTES Boro La concentración de B en los suelos oscila entre 2 - 100 mg kg−1 , pero el rango más frecuente es de 7 a 80 mg kg-1 . En el suelo, el B existe en dos formas: adsorbido sobre la superficie de arcillas y/o hidróxidos de Fe y Al combinados con la materia orgánica y como ácido bórico (H3BO3) en la solución del suelo (Goldberg et al., 1993).
  • 10. La adsorción de B usualmente se incrementa con el incremento de pH, temperatura, fuerza iónica y la naturaleza de los iones adsorbidos (Goldberg, 1993). A pH menor a 7, la especie predominante en la solución del suelo es H3BO3. Esta especie se lixivia con facilidad, por lo que el B es considerado el más móvil de los micronutrientes. Por el contrario, a pH mayor a 7, se incrementa la concentración de [B(OH)4]- , que es adsorbida sobre sesquióxidos de Fe y Al, hidróxido de Mg, carbonatos de calcio, materia orgánica y en menor proporción sobre arcillas silicatadas. La competencia aniónica en la absorción de B es baja, y sigue el orden fosfatos > molibdatos > sulfatos. A causa de su movilidad, suelos con excesos hídricos pueden sufrir lixiviación de H3BO3. Del mismo modo bajo estrés hídrico, las plantas no pueden absorberlo de la solución del suelo. Ambas situaciones han sido señaladas como causa de deficiencias inducidas del nutriente, particularmente en cultivos sensibles a la deficiencia de boro como es el caso del girasol. El B también puede ingresar al suelo a través del agua de riego. Su presencia en aguas superficiales o subterráneas se debe a la meteorización de rocas ígneas y sedimentarias, como es el caso de ciertos cuerpos superficiales de agua de la Provincia de Salta, o al aporte antropogénico. Para algunos cultivos, concentraciones del orden de los 0,2 mg L-1 de boro en el agua de riego es beneficioso, pero se vuelve tóxico si su concentración se eleva a 1 a 2 mg L-1 (Brown, Hu 2008). Cinc La concentración total de Zn en suelos agrícolas oscila entre 50 y 300 mg kg-1 (Adriano, 2001). Prácticamente el 50% de los suelos utilizados para la producción de cereales en el mundo presentan baja disponibilidad de Zn, que no sólo reduce el rendimiento sino que también afecta la calidad nutricional (Graham, Welch 1996). La especie predominante en la solución del suelo es Zn2+ , regulada por los equilibrios de adsorción/desorción. Comparado con los otros micronutrientes, el Zn es un elemento muy soluble en los suelos. La adsorción de Zn se reduce a pH menor a 7 por competencia con otros cationes, favoreciendo su movilización en el perfil de suelo y su concentración en la solución del suelo puede oscilar entre 4-270 g l-1 , mientras que en suelos contaminados, este valor puede ascender hasta 17000 g l-1 (Zhuang et al., 2009) La deficiencia de Zn es un problema que se manifiesta a nivel mundial en casi todos los cultivos. Casi el 50% de los suelos utilizados para la producción de cereales presentan niveles de disponibilidad de Zn que podrían afectar los rendimientos y su valor nutricional (Graham, Welch 1996). La deficiencia de Zn puede manifestarse en suelos que poseen niveles adecuados de este micronutriente, por diversas razones: encalado (insolubilización), elevada fertilización fosforada (efecto antagónico) o un sistema de alta producción (deficiencia relativa). En maíz, ha sido asociado también a la ocurrencia de primaveras frías y suelos con elevado contenido de arena. Estas situaciones se manifiestan con frecuencia en el Centro Oeste de Buenos Aires, Sudoeste y
  • 11. de Santa Fe y Sur de Córdoba, donde es frecuente observar la aparición de síntomas de deficiencia, caracterizados por la presencia de bandas longitudinales blanquecinas que atraviesan toda la lámina en forma paralela. Cloro La concentración media del cloro en la litosfera es de 500 mg kg-1 (Adriano, 2001). Su ingreso a los suelos se verifica a través de enmiendas y fertilizantes, lluvias, sprays marinos y aguas de riego. En el Sudeste de Buenos Aires, los vientos provenientes del mar realizan un aporte significativo. El cloro se encuentra en los suelos como anión (Cl- ), presentando una gran movilidad en el perfil debido a que no es retenido en los suelos por los sitios de intercambio. La especie absorbida por los vegetales es el Cl- , y se especula que esta especie compite con la absorción de nitratos. Interactúa con el N (inhibición de nitrificación y competencia con nitratos), el P y el Mn (incremento de concentración de Mn en planta). Presenta gran movilidad dentro del vegetal, e interviene en diversos procesos metabólicos como la regulación osmótica y la supresión de enfermedades radicales causadas por hongos (Xu et al., 2000). En cereales de grano fino contribuye a disminuir las infecciones causadas por diversos hongos (Engel, Grey 1991). Es frecuente observar que al fertilizar con KCl la incidencia de enfermedades decrece, aunque estudios desarrollados en la Pampa Arenosa indican que las diferencias en rendimiento no serían solo justificadas por reducciones en la incidencia de enfermedades. Díaz-Zorita et al. (2004) observaron que la fertilización con cloruro promueve el crecimiento vegetativo, incrementando el número de granos por unidad de superficie. En ciertas experiencias la mayor respuesta se esperaría en Hapludoles Enticos con niveles de Cl extractable inferiores a 13,2 mg kg_1 (primeros 0,2 m del perfil). Cobre La concentración total de Cu en los suelos varía de 2 a 100 mg kg−1 (Mortvedt, 2000). En la Región Pampeana, la disponibilidad de cobre promedio ponderado es del orden de 2,13 mg kg-1 , aunque se han reportado bajos valores en ciertas zonas en el centro de Buenos Aires y centro- sur de Córdoba (Cruzate et al., 2006). El Cu un elemento inmóvil, que se acumula en los horizontes superficiales. La mayor proporción de este elemento se adsorbe en forma específica a la materia orgánica (Torri y Lavado 2008 a) y en menor proporción a la superficie de arcillas silicatadas generando formas poco disponibles. En Hapludoles, Natracuoles y Argiudoles Típicos de la provincia de Buenos Aires, la concentración total de este elemento en suelos prístinos se encontró en el rango de 11-22 mg kg-1 (Torri 2001). Este micronutriente se encuentra distribuido entre las fracciones orgánica (3.4-7 mg kg-1 ), precipitados inorgánicos (2.7-6.6 mg kg-1) y remanente (2.5-15.3 mg kg-1) (Torri, Lavado 2002). Esta información indica una reserva suficiente, lo que se corrobora porque no se han registrado valores de deficiencia.
  • 12. En la solución del suelo, el 98% del Cu se encuentra formando complejos orgánicos (Sauvé et al. 1997). La inmovilización microbiana es fundamental en el ciclo de este elemento. Contrariamente a lo que sucede con otros micronutrientes catiónicos, el incremento del pH aumenta las formas precipitadas de Cu, mientras disminuye la concentración de Cu ligado a la fracción orgánica (Alva et al. 2000, Torri 2001). Hierro El Fe es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre (Mortvedt, 2000). Su concentración en los suelos oscila entre 7000 y 500.000 mg kg−1 . En la Región Pampeana, la disponibilidad de hierro promedio ponderado cita??? es de 94,72 mg kg-1 . El Fe se encuentra en mayor proporción como óxidos e hidróxidos formados durante el proceso de meteorización de los suelos, como partículas discretas o adsorbidas sobre la superficie de los minerales. Una pequeña proporción es incorporado a materiales silicatados secundarios (Schwertmann 1991). Aunque su concentración total en el suelo es muy elevada, su biodisponibilidad es muy baja. Las deficiencias de Fe se manifiestan en plantas que crecen en suelos calcáreos o suelos de textura gruesa, especialmente en regiones semiáridas. El Fe se presenta en dos estados de oxidación: Fe3+ (ión férrico) y Fe2+ (ión ferroso). En condiciones aeróbicas, el Fe2+ es rápidamente oxidado a Fe3+ , el cual es poco soluble y precipita como óxidos. Por lo tanto, la forma termodinámicamente más estable del hierro en presencia de O2 es también la de menor biodisponibilidad. La principal reacción que regula la dinámica de este nutriente en los suelos es el equilibrio de solubilización de óxidos (Schwertmann 1991), regulada por el pH edáfico, según la ecuación: Fe3+ + 3 HO-  Fe(OH)3 Kps = 10-39 A pH = 7, la concentración de las especies Fe3+ , [Fe(OH)2]+ y [Fe(OH)]2+ son del orden de 10-14 g kg-1 , insuficientes para abastecer la demanda vegetal. Las especies vegetales tienen dos estrategias para incrementar la disponibilidad de Fe(III) en la solución del suelo (Römheld and Marschner, 1986) (i) Estrategia I. Las monocotiledóneas no gramíneas y las dicotiledóneas pueden disminuir el pH rizosférica. La disminución en el pH solubiliza el Fe3+ , el cual debe reducirse a Fe2+ antes de atravesar la membrana celular (ii) Estrategia II. Las gramíneas excretan fitosideróforos, aminoácidos no proteínicos, que solubilizan los iones Fe3+ formando el complejo Fe-fitosideróforo. Se sabe que los fitosideróforos acarrean también otros cationes como el Zn, Mn y Cu.
  • 13. El potencial redox también controla la disponibilidad de este elemento a través del equilibrio: (oxidación) Fe3+ + e-  Fe 2+ (reducción) Por lo tanto, la concentración de formas solubles depende de las condiciones edáficas imperantes: los medios oxidantes y alcalinos (suelos sódicos y calcáreos) promueven su precipitación, mientras que condiciones ácidas y reductoras favorecen su solubilización. Manganeso Es el décimo elemento más abundante sobre la corteza terrestre. La concentración total de Mn en los suelos oscila entre 20 to 3000 mg kg−1 (promedio de of 600 mg kg−1 ) (Lindsay, 1979). Se presenta como Mn2+ en la solución del suelo y en el complejo de cambio, o precipitado como MnO2. La concentración de Mn2+ en la solución del suelo se encuentra regulada por el equilibrio de óxido-reducción, según la ecuación: (oxidación) MnO2 + 4 H+ + 2 e-  Mn 2+ + 2 H2O (reducción) La oxidación se ve favorecida a pH mayores a 7,5. El incremento de pH favorece la adsorción del elemento sobre los ácidos húmicos y fúlvicos. Molibdeno El Mo presenta la menor concentración de todos los micronutrientes en la litósfera (Mortvedt, 2000), siendo su concentración entre 0.2 a 5 mg kg-1 . En la solución del suelo, la especie predominante a pH mayor a 4.3 es el MoO4 2- . En suelos aireados, se lo encuentra mayormente adsorbido a óxidos de Fe, y en menor proporción a óxidos de aluminio. La adsorción de Mo a las arcillas sigue el siguiente orden: montmorillonita > illita > caolinita (Goldberg et al., 1993). En suelos con problemas de drenaje, la formación de molibdatos ferrosos incrementa la disponibilidad vegetal de este elemento. La disponibilidad de este nutriente está influenciada por alteraciones del pH, disminuyendo su disponibilidad a medida que desciende el pH. El Mo cataliza la reducción del N atmosférico en la simbiosis soja-Bradyrhizobium. El tratamiento de semillas de soja con Mo puede suplir los requerimientos del cultivo y del Rizobium. Sfredo et al. (1997) reportaron respuestas del 20% a este tratamiento en suelos ácidos de Paraná (Brasil). Los valores de disponibilidad de Mo registrados en la Región Pampeana son muy bajos, del orden de 0.01-0.10 mg kg-1 (Lavado, Porcelli, 2000). En la cuenca lechera Entrerriana se reportó deficiencia de este nutriente (Boschetti et al., 2000) En la producción de forraje, el contenido de Mo no debe exceder los 3 mg kg-1 porque concentraciones superiores reducen la disponibilidad de Cu en animales. Por otro lado, se han
  • 14. indicado efectos tóxicos en rumiantes con contenidos de Mo en forrajes del orden de 10-20 mg kg- 1 en materia seca, aunque se han reportado casos a valores menores (Davies, Jones 1988). METODOLOGIA DE DIAGNOSTICO Los métodos de diagnóstico para identificar deficiencia o toxicidad de micronutrientes incluyen análisis de suelo o análisis vegetal. Los síntomas visuales son solamente orientativos, representan el primer paso en el diagnóstico pero deben ser confirmados mediante un análisis de suelo, vegetal o ambos, ya que el diagnóstico basado exclusivamente en la sintomatología visual es impreciso. Si bien la deficiencia severa de un micronutriente suele manifestarse a través de síntomas visuales característicos para la mayoría de los cultivos, deficiencias más leves pueden confundirse con los efectos de insectos, virus u hongos, o toxicidad por exceso de elementos traza, . También puede existir superposición de señales. Por estos motivos, los síntomas visuales de deficiencia nutricional deben confirmarse con un método de diagnóstico objetivo. Cuando la deficiencia nutricional es tan marcada que origina la aparición de estos síntomas, es probable que ya se haya producido una merma considerable de rendimiento. Análisis de suelos El análisis de suelos permite estimar la biodisponibilidad de micronutrientes. En el caso de cultivos extensivos, su principal ventaja es que permite la corrección de posibles deficiencias previo a la implantación del cultivo. Debido a que los micronutrientes presentan mayor complejidad que los macronutrientes, no se ha encontrado aun un método analítico que permita predecir en forma cuantitativa la absorción vegetal a partir del análisis de suelos. Se han propuesto diferentes metodologías para evaluar el contenido de micronutrientes en los suelos, que pueden agruparse en: - extracción de formas biodisponibles - extracciones secuenciales - extracciones totales La determinación de formas biodisponibles se realiza a través de una única extracción, con el objetivo de estimar la disponibilidad y la absorción del micronutriente por la especie vegetal. En la bibliografía se observa la utilización de una amplia variedad de extractantes, que se pueden agrupar en agentes complejantes, ácidos débiles ó diluidos y sales neutras. El valor obtenido se compara con el nivel crítico, definido como la concentración que produce una disminución del 10 % de rendimiento. Una dificultad de esta técnica es que los agentes extraen no sólo las formas disponibles, sino también extraen parcialmente las fracciones de menor disponibilidad para las raíces. La cantidad extraída depende del extractante utilizado y de las características de los suelos. Los valores de referencia varían según el extractante utilizado. Dichos valores fueron determinados por varios autores en un amplia área de la Región Pampeana y en menor medida en el resto del país, y sumarizados por Torri et al. (2005).
  • 15. La extracción secuencial está basada en la solubilización secuencial de los micronutrientes, utilizando reactivos que van incrementando su capacidad de extracción en cada etapa sucesiva del fraccionamiento Estas metodologías proveen información sobre la asociación de los micronutrientes con los distintos componentes del suelo, determinando su movilidad y, por tanto, su disponibilidad. Las fracciones habitualmente estudiadas son: soluble, intercambiable, complejado o adsorbido en la materia orgánica, adsorbido u ocluido en los óxidos y carbonatos, asociado con minerales de arcilla y remanente, generalmente integrada por los elementos que forman parte de las estructuras silicatadas de los suelos. Sin embargo, este procedimiento no es completamente específico y podría ocurrir un solapamiento entre las fracciones del metal (Xiao- Quan, Bin 1993). Los esquemas de fraccionamiento no han sido estandarizados y en la literatura se describen numerosos procesos analíticos que remueven elementos traza de distintos "pools" fisicoquímicos (Tessier et al. 1979; Shuman 1979). Para armonizar los diferentes esquemas, la European Community Bureau of References (ECBR) propuso un protocolo de extracción en tres etapas (Ure et al., 1993; Whalley y Grant, 1994), el cual disminuye el tiempo de análisis y la complejidad respecto de otras metodologías descritas en la literatura (Tessier, 1979, McGrath y Cegarra, 1992). El contenido total de elementos traza en los suelos se determina mediante digestiones con ácidos fuertes (Shuman 1979). En nuestro país se han realizado distintos fraccionamiento de elementos traza, incluyendo micronutrientes (Torri, Lavado 2008 a y b, Orroño y Lavado, 2009; Torri, Lavado 2009 b). En la Figura 3 se reproducen datos medios y su desvío estándar para Cu y Zn, en suelos no contaminados. Obsérvese la importancia de la fracción II (ligada a la materia orgánica) del Cu. En el caso del Zn, en cambio, predomina la fracción remanente. Figura 3.- Contenido de Cu y Zn en las fracciones de suelos representativos de la región pampeana (Argiudoles, Hapludoles y Natracuoles, elaborado con datos de Torri, Lavado 2008 a, b) Fracciones: I: soluble e intercambiable; II: complejado o adsorbido en la materia orgánica; III;: precipitado y IV: remanente
  • 16. La determinación de formas disponibles se emplea habitualmente para el diagnóstico de deficiencias de micronutrientes. La extracción secuencial es principalmente utilizada en investigación para estudiar la partición y la dinámica de los microelementos y otros elementos traza en las diferentes fracciones del suelo, particularmente luego de la incorporación de fertilizantes o enmiendas orgánicas ricas en micronutrientes (biosólidos, estiércol de ganadería intensiva, entre otros), o en suelos contaminados. La determinación de la concentración total suele utilizarse para relevamientos globales de micronutrientes, en las regulaciones para del uso de biosólidos y residuos peligrosos o para establecer límites de contaminación con elementos tóxicos (Lavado et al., 2007) Análisis foliar El análisis foliar se utiliza bajo la hipótesis que la concentración vegetal de un elemento está directamente relacionado con la disponibilidad de ese nutriente en el suelo. La concentración de nutrientes en tejido vegetal resulta de la integración de diversos factores, tales como tipo de tejido muestreado, suelo, clima, y manejo. La ventaja que presenta este método es que permite registrar estados incipientes de deficiencia. Su empleo para el diagnóstico de la fertilización en nuestro país no se encuentra difundido para cultivos anuales extensivos, aunque suele utilizarse en cultivos intensivos. El análisis foliar es también empleado para verificar la ausencia de elementos potencialmente tóxicos para el crecimiento de las plantas o animales, evitando su ingreso a la cadena alimenticia. Rangos de suficiencia En este criterio, se busca que la concentración foliar de nutrientes caigan dentro del rango de máxima productividad (Figura 4). Figura 4: Representación esquemática de las relación entre el rendimiento relativo y la concentración foliar de nutrientes
  • 17. El rango de concentración entre el nivel crítico y la concentración por encima de la cual se produce toxicidad es el rango suficiente. Si la concentración foliar se encuentra dentro del rango de suficiencia, el nutriente no limita la productividad del cultivo (Cuadro 3). Si por el contrario la concentración foliar se ubica por debajo de dicho rango, se estima que el rendimiento se encontrará limitado por una deficiencia nutricional. CUADRO 3: Rangos de suficiencia para distintos cultivos en el estadío de crecimiento. Cultivo Fe Mn Cu Zn B Mo Fuente mg kg -1 materia seca Alfalfa 30-249 25-99 8-29 20-69 30-79 1-4,9 Small, Ohlrogge 1978 Cítricos 60-120 25-100 5-16 25-100 36-100 0,1-1,0 Malavolta, 1997 Girasol 50-750 50-1000 4-25 25-100 35-150 0,25-0,75 Mills, Jones 1996. Maíz 21-25 20-200 2-6 25-100 5-25 - Jones et al. 1991 Manzana 50-300 25-200 6-25 20-100 25-50 0,1-2,0 Mills, Jones 1996 Papa 50-150 30-450 7-20 20-250 25-50 - Mills, Jones 1996. Geranio 100-580 40-325 5-25 7-100 30-75 - Mills, Jones 1996 Soja 51-350 21-100 10-30 21-50 21-55 1-5 Small, Ohlrogge 1978 Trigo 20-29 20-29 3-3,9 15-22 3-4,4 0,15-0,22 Jones et al. 1991 Tomate 40-300 40-500 5-20 20-50 25-75 >0,6 Mills, Jones 1996 La concentración de micronutrientes en tejido vegetal varía según el momento fenológico del cultivo. Por lo tanto, el momento del muestreo, el órgano y su posición en el vegetal deben ser rigurosamente estandarizados e idénticos a aquellos que se utilizaron para desarrollar la norma (Cuadro 4). Sin embargo, las interacciones sinérgicas o antagónicas entre nutrientes pueden modificar dichas concentraciones, lo cual representa una limitante para su adopción extensiva. CUADRO 4. Estadío de crecimiento y ubicación de las hojas para el muestreo foliar de algunos cultivos Cultivo Estadio de crecimiento Parte de la planta a muestrear Alfalfa (1) Anterior o en el 10% de floración Hojas maduras tomadas cerca del tercio superior de la planta Cítricos (2) Hojas de ramas no fructíferas de 4 – 6 meses Hojas del tercio medio Grano fino (1) Antes de espigazón Cuarta hoja superior Maíz (1) Antes de panojamiento Hoja completamente desarrollada por debajo de la espiga en floración Panojamiento a aparición de estigmas Hoja del nudo de la espiga Pasturas (1) Anterior a la emergencia de la inflorescencia o Cuarta hoja superior
  • 18. en el estado de mayor crecimiento Soja (1) Antes de floración Dos o tres hojas completamente desarrolladas de la parte superior de la planta. (1) Sumner 2000, (2) Malavolta, 1997 Para realizar determinaciones con un determinado nivel de confianza, el número de submuestras requerido para el análisis vegetal es mayor que el número de muestras de suelo. Por ejemplo, se observó mayor variabilidad en las concentraciones de Cu, Fe y Mn en la hoja opuesta a la espiga de maíz que en los suelos (Ratto et al. 1997). Los estándares utilizados se desarrollaron en otros países, a partir de innumerables determinaciones y estudios, pero deben calibrarse para las condiciones locales y los nuevos materiales genéticos. Por este motivo, la comparación entre los valores determinados en un caso concreto y los rangos de suficiencia deben ser tomada con precaución. Un ejemplo de discordancia entre los estándares y los valores determinados fue encontrado por Ratto de Miguez et al. (1991) en la Pampa Ondulada, quienes observaron que las concentraciones de Cu, Fe, Mn y Zn en la hoja opuesta a la espiga de maíz presentaba valores siempre mayores que los niveles críticos de concentración informados por la bibliografía. Goldman (1999), encontró que los niveles críticos de Cu y Zn en maíz en la zona de Balcarce, Rafaela y Paraná presentaron una estrecha asociación con los citados por la bibliografía, pero los valores observados para Mn y Fe en dichos suelos fueron siempre superiores a los niveles críticos. Contrariamente a esos casos, en suelos prístinos y deteriorados de la Pampa Ondulada las concentraciones de B en maíz en la hoja opuesta a la espiga resultaron dentro del rango de suficiencia (Urricariet, 2000). Relación entre nutrientes Una alternativa para evaluar los resultados del análisis foliar de un cultivo es a través de las normas DRIS (Diagnosis and Recommendation Integrated System). Esta metodología utiliza las relaciones entre nutrientes para interpretar el estado nutricional, comparando las relaciones de concentración de nutrientes con aquellas obtenidas en poblaciones de rendimiento máximo u óptimo. A partir de ellas, el método provee un medio para ordenar las relaciones de nutrientes en expresiones llamadas Indices DRIS. Matemáticamente, los índices se basan en la desviación media de cada relación respecto a su valor óptimo. Por ello, el Indice DRIS óptimo debería ser cero para cualquier nutriente. Los índices negativos indican deficiencias relativas mientras que los positivos excesos respecto a los nutrientes considerados en el diagnóstico (Walworth y Sumner, 1987). La principal ventaja del DRIS es la posibilidad de realizar diagnósticos foliares independientemente de la edad, variedad, condiciones de clima, suelo, prácticas culturales y posición de la hoja muestreada (Sumner, 2000). Esto se debería a la utilización de una amplia
  • 19. base de datos (varios cientos a miles de análisis) en la obtención de las normas DRIS. Sin embargo, para mejorar la precisión del diagnóstico DRIS sería necesario establecer normas provenientes de estudios regionales y locales que tomen en cuenta la variabilidad de los nutrientes y cultivos estudiados (características climáticas, nivel de producción, etc.). Por otro lado, los déficits hídricos que afectan el crecimiento o el rendimiento del cultivo pueden interferir significativamente sobre los resultados obtenidos. En suelos prístinos y deteriorados de la Pampa Ondulada, el B y Zn presentaron valores DRIS positivos indicado nutrición balanceada (Urricariet et al., 2004). En suelos de Paraná, Goldman (1999) determinó índices DRIS negativos de Zn, siendo el nutriente que limitaría la producción de maíz en segundo lugar. DEFICIENCIAS DE MICRONUTRIENTES, RESPUESTA A SU AGREGADO Y TECNOLOGÍA DE FERTILIZACIÓN En la Región Pampeana se han comenzado a observar deficiencias y respuestas a la fertilización con micronutrientes, particularmente a B y Zn en cultivos extensivos, como girasol, maíz, trigo, soja y alfalfa. El B es probablemente el principal micronutriente limitante en la producción de alfalfa. En el caso del girasol, diferentes estudios de suelo indican que el B sería uno de los micronutrientes con probables respuestas económicas a la fertilización. Se considera que el 80 % del área cultivada con girasol en la Pradera Pampeana presenta deficiencia de B (Ratto, 2006). La fertilización con B se puede realizar en forma foliar en dos momentos en el ciclo de girasol (Diggs et al., 1992), en etapa vegetativa (1.2 kg B ha-1 ) y en elongación del botón floral (0.6 kg B ha-1 ). En suelos arenosos del O de Buenos Aires las respuestas de B en girasol se asociaron al nivel de B extractable en suelo (Melich III) determinado a la siembra del cultivo (Díaz Zorita y Duarte, 1998). También se observaron deficiencias de B en soja en regiones con larga historia de monocultivo. Para una mayor eficiencia de la fertilización foliar, deben considerarse factores ambientales como temperatura, viento, luz, humedad relativa y hora de aplicación. En el cultivo de soja, se recomienda realizar las pulverizaciones con valores de humedad relativa superior a 60%, temperatura menor a 30 ºC y velocidad del viento inferior a 7-8 km h-1 . En la actualidad se está también estudiando la factibilidad de agregar Zn a soluciones nitrógeno- azufradas, aplicadas en forma chorreada al suelo en estados vegetativos tempranos (V3-V6). Si bien el Zn es fuertemente retenido por el suelo, las primeras experiencias en maíz han arrojado resultados alentadores sobre esta tecnología. Sin embargo, es necesario incrementar considerablemente la dosis para compensar la menor eficiencia de recuperación a causa de su fijación en el suelo. La ventaja de esta tecnología de aplicación es que la fuente de Zn utilizada podría ser de menor costo en relación a las requeridas para una absorción del nutriente por vía foliar, con mayor grado de pureza.
  • 20. Otra forma de aplicación de Zn constituye el tratamiento de semillas. En la zona arrocera entrerriana, Quintero et al. (2006) indican que el tratamiento de semillas con Zn constituye una alternativa para incrementar los rendimientos a partir de una mejora en la implantación, al reducir la mortandad de plantas, logrando un mayor número de panojas y granos por metro cuadrado. Esta tecnología presenta la ventaja de una absorción temprana del nutriente y, de difundirse la práctica, podría realizarse junto a la aplicación de fungicidas e insecticidas, logrando una mejor dosificación. Las dosis que se aplican sobre semilla son menores que las correspondientes a la aplicación foliar, pudiendo resultar insuficientes como única vía de suministro en caso de deficiencia muy marcadas. Finalmente, existen experiencias de aplicación de Mo y Co, restringidas a su aplicación conjunta a semillas de soja, junto con los inoculantes que proveen las bacterias fijadoras de N del género Bradyrhizobium japonicum. En un grupo de cinco experimentos realizados en las localidades de Pergamino y Colón (Bs As), y Wheelwright (Santa Fe), la aplicación de Mo y Co sobre semilla mejoró los rendimientos en un 8% sobre la inoculación simple, y un 15 % sobre el testigo sin inocular. No obstante, los resultados son variables y se han observado situaciones de no respuesta en la misma región. Parecería que la respuesta a Co-Mo se incrementaría cuando el pH del suelo desciende por debajo de 5,4-5,5, situación frecuente en suelos con larga historia agrícola. Dicha respuesta es de mayor importancia en los suelos ácidos tropicales de Brasil (Hungria et al., 2005). PRODUCTOS A UTILIZAR Y FORMAS DE APLICACIÓN Los fertilizantes a base de micronutrientes presentan un panorama complejo, porque pueden aplicarse al suelo y/o a la planta directamente, por vía foliar. Existen dos grandes grupos de fertilizantes que aportan micronutrientes: compuestos inorgánicos y orgánicos (quelatos). Los compuestos inorgánicos son óxidos o sales como carbonatos, cloruros, nitratos, sulfatos, boratos, molibdatos, entre otros. También existen formas vitrificadas, que los liberan lentamente. En su conjunto, se aplican a los suelos, en formulaciones con macronutrientes. En general son los productos de menor costo, pero poseen variados problemas de disponibilidad. Para fertilización foliar se utilizan aquello fertilizantes solubles en agua. Por otro lado, pueden presentar distintos procesos de insolubilización, como precipitación por hidrólisis, oxidación, efecto de ión común, entre otros, que limitan su eficiencia de uso. En los últimos tiempos se presentaron en el mercado formulaciones a base de óxidos micronizados y suspendidos, para aplicar por vía foliar. Estos productos poseen varias ventajas, pero son de alto costo. Entre los productos orgánicos se distinguen los quelatos, que forman soluciones de mayor estabilidad, Los quelatos son fertilizantes más costosos y de mayor grado de pureza. Su uso se restringe en general a cultivos intensivos. Pueden aplicarse al suelo a través de sistemas de fertirriego o en forma foliar, dependiendo de la estabilidad del quelato. La fertilización foliar con
  • 21. micronutrientes es específica de cada cultivo, estadio de crecimiento y ubicación. Las dosis y momentos de aplicación no pueden generalizarse a todos los cultivos, excepto en muy pocos casos. Por otro lado, las técnicas de aplicación o la calidad de los productos podrían hacer variar los resultados. CONSIDERACIONES FINALES En la región pampeana, la disponibilidad de los micronutrientes ha sido históricamente considerada adecuada para los cultivos extensivos. Sin embargo, en los últimos años se ha comenzado a observar deficiencias y respuestas a su aplicación. Esto se debe a distintos procesos: incapacidad de los suelos de reponer las formas solubles ante cultivos sucesivos, agotamiento de los suelos, y como resultado de altos niveles de fertilización con macronutrientes en planteos de alta producción. Los resultados obtenidos hasta el presente indican que hay indicios de deficiencia de Zn (maíz) y B (girasol), lo cual implicaría la necesidad de considerar la aplicación de estos elementos en un futuro. La respuestas al Cl no son hasta el presente agronómicamente transcendentes, mientras que no se han manifestado deficiencias de Cu, Fe, Mn y Mo en cultivos extensivos en la Región pampeana. En cultivos intensivos las deficiencias de micronutrientes son más comunes, particularmente en las áreas que poseen suelos y/o aguas de riego de pH neutro o alcalino. Salvo casos registrados de B, no se registraron efectos fitotóxicos debido a otros nutrientes. La fertilización con micronutrientes es una práctica relativamente reciente en los cultivos extensivos de la región pampeana, y hasta el presente existe un escaso desarrollo tecnológico local sobre metodología de diagnóstico y tecnologías de aplicación. BIBLIOGRAFIA Adriano, D. C. 2001. ‘‘Trace Elements in Terrestrial Environments: Biogeochemistry, Bioavailability and Risks of Metals,’’ 2nd edn., p. 860. Springer, New York. Alva A, Huang B, Paramasivam S. 2000. Soil pH affects copper fractionation and phytotoxicity. Soil Sci. Soc.Am. J. 64: 955-962. Andrade F, Sadras V. 2000. Bases para el manejo del maíz, el girasol y la soja. Ed. Médica Panamericana. pp 207-232. Arnon, D.I., Scout P.R.. 1939. The essentiality of certain elements in minute quantity for plants with special reference to copper. Plant Physiology 14:371-375. Aruani MC, Sanchez EE. 2002. Manzano, Distribución de Micronutrientes en el Suelo. Revista de la Facultad Ciencias Agrarias de Cuyo. 34: 25-30. Barber, S. A. 1995. Soil Nutrient Bioavailability: A Mechanistic Approach, 2nd edition. Wiley,New York.
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