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NUTRICIÓN MINERAL
Prof. Dr. Renato de Mello Prado
Depto. de Suelos y Fertilizantes
1. Conocer los nutrientes minerales, las
formas en que están disponibles en el suelo
y en que son absorbidas por las plantas.
2. Conocer cómo los nutrientes son
absorbidos, transportados y redistribuidos
en las plantas y sus funciones metabólicas.
OBJETIVOS DEL CURSO
3. Relacionar las funciones metabólicas de los
nutrientes, cuando sea posible, con
problemas de desarrollo y producción de
cultivos.
4. Diagnosticar visualmente o por la
interpretación de análisis químicos de
material vegetal, los estados de carencias y
excesos nutricionales.
OBJETIVOS DEL CURSO
1.2 Concepto de nutrientes y criterios de esencialidad.
UNIDAD 1. Introducción al curso
1.1 Conceptos en nutrición de plantas. Relación con
disciplinas afines.
1.3 Composición relativa de las plantas. Otros elementos
químicos de interés en la nutrición vegetal.
1.4 Cultivo hidropónico. Preparación y uso de soluciones
nutritivas.
2.3. Factores internos y externos que afectan
la absorción de nutrientes.
Unidad 2: Absorción iónica radical y foliar
2.1. Aspectos anatómicos de raíces y hojas.
2.2. Procesos activos y pasivos de absorción.
Unidades 3 y 4: funciones de los
macronutrientes y micronutrientes
3.1 Introducción
3.2 Absorción, traslocación y redistribución
3.3 Participación en el metabolismo vegetal
3.4. Exigencias minerales de los principales cultivos
3.5. Sintomatología de carencias y excesos nutricionales
Unidad 4: funciones de los micronutrientes
4.3. Participación en el metabolismo vegetal
4.1. Introducción
4.2. Absorción, traslocación y redistribución
4.4.Exigencias minerales de los principales
cultivos
4.5. Sintomatología de carencias y excesos
nutricionales
5.2. Prepación de material vegetal y
análisis químicos
Unidad 5: Diagnóstico foliar
5.1. Criterios de muestreo de hojas
5.3. Estudios y seminarios en grupo sobre
diagnóstico foliar en cultivos
Unidad 6: Interacciones entre
nutrientes
6.2. Relaciones entre nutrientes en el
análisis foliar
6.1. Estudios de las interacciones más
comunes
Material didáctico disponible en el site (Bibliografía/Seminario/Práctico)
http://www.fcav.unesp.br/departamentos/solos/docentes/mardidat_renatom.php
Material didáctico
Disponible: Material de Apoyo (Archivos de clase)
POS-GRADUACIÓN:
Disciplina: Nutrición de Plantas - Programas: Ciencia del Suelo y Producción
Vegetal -[Link]
http://www.nutricaodeplantas.agr.br/site/ensino/graduacao/unesp_jabot_agro.php
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
EPSTEIN, E.; BLOOM, A. Nutrição mineral de plantas: princípios e
perspectivas. 2.Ed. Maria Edna Tenório Nunes (Tradutora). Londrina: Editora
Planta, 2006.403p.
MALAVOLTA, E.; VITTI, G.C.; OLIVEIRA, J.A. Avaliação do estado
nutricional das plantas. Princípios e Aplicações. 2a ed. POTAFOS (ed.). 1997.
319p.
MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora
Agronômica Ceres, 2006.638p.
PRADO, R.M. 500 perguntas e respostas sobre nutrição de plantas. 1. ed.
Jaboticabal: FCAV/GENPLANT, 2009. v.1. 108 p
PRADO, R.M. Nutrição de Plantas. 1. ed. São Paulo: Editora UNESP, 2008.
v. 1. 407 p.
RAIJ, B.van.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A.; FURLANI, A.M.C.
Recomendações de adubação e calagem para o estado de São Paulo. 2a ed.
Campinas: Instituto Agronômico, 1997. 285p..(Boletim técnico, 100).
Introducción
Introducción
 Agronomía & nutrición de plantas;
 Historia de la nutrición de plantas;
 Conceptos en nutrición de plantas;
 Relación con disciplinas afines;
 Conceptos de nutrientes e criterios de esencialidad;
 Composición relativa de los nutrientes en las plantas;
 Otros elementos químicos de interés en la nutrición vegetal
 Cultivo hidropónico.
USO DE LA CIENCIA AGRONÓMICA
ALIMENTOS, FIBRAS Y ENERGÍA
Agronomía & nutrición de plantas
52 FACTORES DE PRODUCIÓN
¿Cuáles son?
(Tisdale et al.,1993)
Planta
* cv.
* Nutrición
suelo
* Conservación
* Fertilizantes
* Fertilización
* Fertilidad
Ambiente
* Clima (luz, temp...)
* Manejo (Irrig., Control fitos.)
Agronomía & nutrición de plantas
Aristóteles (384-322 a.C.) filósofo griego
animales invertidos y mantienen la boca en el suelo
*** Antigüedad
TEORÍA del HUMUS - Wallerius (1709-1785)
Las plantas obtienen los nutrientes de extractos
derivados del humus que contiene agua y compuestos
solubles de C, H, O y N, de los cuales las plantas
reconstruyen tejidos más complejos. De esos 4 elementos,
otros elementos vitales, como Si y K serían formados.
Cal y sales eran importantes para las plantas, pero el
papel principal sería la disolución de la materia orgánica
en la solución del suelo.
Historia de la Nutrición de Plantas
*** Sprengel (1787-1859)
Investigó compuestos en la zona radical y consideró 15
elementos como importantes: O, C, N, S, P, Cl, K, Na,
Ca, Mg, Al, Si, Fe y Mn.
En 1838 definió la ley del mínimo:
Enunciaba que “si apenas uno de los elementos necesarios
para la nutrición de las plantas falta, la planta sufrirá,
aunque todos los otros elementos necesarios para la
producción vegetal estuvieran presentes en cantidad
suficiente”
Historia de la Nutrición de Plantas
“Era Just Van Liebig” (1803-1873)
Liebig (1840) definió la teoría de la
nutrición de plantas: libro “La química en
sus aplicaciones la a agricultura y a la
Fisiología”: donde a planta se nutría de
CO2 y H2O, y de algunos minerales de la
tierra. MACRONUTRIENTES
*** Siglo XIX
Historia de la Nutrición de Plantas
http://www.liebig-museum.de/
Liebigs Analytisches Labor um 1840
“Era Just Van Liebig”
* La fuente de N de las plantas  NH3 atm.
* las fuentes de K y P  Silicatos insol. p/ evitar
lixiviación.
Derrumbó la teoría de los humanistas
que indicaban que el vegetal extraía de
la tierra sustancias originadas del
humus y que los minerales no pasaban
de “impurezas”
la planta vive de ácido carbónico, amoníaco (ácido
nítrico), agua, ácido fosfórico, ácido sulfúrico,
ácido silícico, cal, magnesio, potasio (soda) e
hierro
“Era Just Van Liebig”
Historia de la Nutrición de Plantas
Ley del mínimo
Nutriente en < cantidad  Limitante
Igual a los demás  cantidad adequada
Siglo XX (Era Post Liebig)
Micronutrientes
Epstein (1972)
Transportador de iones- enzima/sustrato : Cinética enzimática
Escuela Hoagland (1844-1949)
Contribuiciones iniciales – absorción, transporte,
redistribuición y funciones
Historia de la Nutrición de Plantas
Stanley A. Barber (1995)
Mecanismos de absorción
Marschner (1991)
La película la rizosfera, exudación,
microrganismos, alteraciones en el pH,
potencial redox y disponibilidad de macro y
micronutrientes y de elementos tóxicos
Konrad Mengel
Siglo XX (Era Post Liebig)
Historia de la Nutrición de Plantas
Historia de la Nutrición de Plantas
1a Tese:
LOPES, G.O. 1972. Contribuición ao
estudo de las relações entre o zinco e o
fósforo de las plantas. Tese de
Doutorado. 44 p.
Século XX (Era Pós Liebig)
Início da Nutrición de
Plantas en el Brasil
(1954)
PG – MS: 1964 e DR: 1970
¿Cuáles son los
nutrientes?
¿Sus
funciones?
¿Absorción,
transporte y
redistribución
de los
nutrientes?
¿Diagnóstico de
deficiencias/excesos?
Análisis químico
Visual
Conceptos en nutrición de plantas
NUTRICIÓN DE PLANTAS
¿El CONCEPTO?
Conceptos en nutrición de plantas
Naturaleza:
>100 elementos
En la planta:
Total:40-50 elementos
16 elementos son esenciales
Esencial (sin él la planta
no vive)
Benéfico (aumenta el crecimiento
y la producción en situaciones
Particulares)
Tóxico (no perteneciendo a las
categorías anteriores, disminuye el
crecimiento y la producción,
pudiendo llevar a la muerte)
Cuántos?
DISCIPLINAS AFINES
&
Relación con disciplinas afines
NUTRICIÓN DE PLANTAS
NUTRICIÓN
FERTILIDAD
DEL SUELO
Fertilización
Mecanización
Bioquímica/
Fisiología
Fertilizantes
Fitopatología
Microbiología
Mejoramiento
Relación con disciplinas afines
FERTILIDAD del SUELO
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Fertilización (Exigencia de la Planta – Cant. del suelo) x “f”
suelo
Planta
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NUTRICIÓN DE PLANTAS
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¿Cuál? ¿Cuánto?
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LIXIVIACIÓN
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ABSORCIÓN
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UREA (NH3)
´f´ N: 40-50% ;P: 70-80%; K: 30%
“f”
Relación con disciplinas afines
¿Qué es un NUTRIENTE?
Un elemento químico considerado
esencial para las plantas
Criterios de esencialidad
(Arnon & Stout, 1939)
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
El elemento participa de
un compuesto o de una
reacción química, sin la
cual la planta no vive
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
2) El elemento no puede ser sustituido por ningún
otro
1) En ausencia del elemento la planta no completa
su ciclo vegetativo
3) El elemento debe tener un efecto directo en la
vida de la planta y no ejercer apenas el papel
de, con su presencia en el medio, neutralizar
efectos físicos, químicos o biológicos
desfavorables para el vegetal
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
Descubrimiento y demostración de la esencialidad de los elementos
Elemento Descubridor Año Demostración Año
C - - De Saussure 1804
H Cavendish 1766 De Saussure 1804
O Priestley 1774 De Saussure 1804
N Rutherford 1772 De Saussure 1804
P Brand 1772 Ville 1860
S - - Von Sachs, Knop 1865
K Davy 1807 Von Sachs, Knop 1860
Ca Davy 1807 Von Sachs, Knop 1860
Mg Davy 1808 Von Sachs, Knop 1860
(Glass, 1989)
¿Cuándo fueron descubiertos los Nutrientes?
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
Fe - - Von Sachs, Knop 1860
Mn Scheele 1744 McHargue 1922
Cu - - Sommer 1931
Zn - - Sommer & Lipman 1926
B Gay Lussac &
Thenard
1808 Sommer & Lipman 1939
Mo Hzelm 1782 Arnon & Stout 1939
Cl Schell 1774 Broyer et al. 1954
Continuación
Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
Plantas vivas: hasta 95% H2O + 5% M.S.
(Reichardt, 1985)
~ 92%: C (40%)+H(12%)+O(40%)
Aire (CO2)
~ 8%: Macro y micronutrientes
100% MS
¿Cuál es la proporción que
aparece en las plantas?
Composición relativa de los nutrientes en las plantas
COMPOSICIÓN RELATIVA DE MACROS Y MICROS
ORGÁNICOS
Macronutrientes
orgánicos
C 42%
O 44%
H 6%
Total 92%
MINERAIS
Macronutrientes
N 2,0% Ca 1,3%
P 0,4% Mg 0,4%
K 2,5% S 0,4%
Total 7%
Micronutrientes
Fe, Zn, B, Cu, Mo e Cl
Total 1%
100%
Composición relativa de los nutrientes en las plantas
(Epstein, 1975)
Elementos Concentración en la M.S. Número rel. de átomos
MACRONUTRIENTES
g kg-1
N 15 1.000.000
K 10 250.000
Ca 5 125.000
Mg 2 80.000
P 2 60.000
S 1 30.000
MICRONUTRIENTES
mg kg-1
Cl 100 3000
B 20 2000
Fe 100 2000
Mn 50 1000
Zn 20 300
Cu 6 100
Mo 0,1 1
Composición relativa de los nutrientes en las plantas
COMPOSICIÓN RELATIVA DE MACROS Y MICROS
Composición relativa de los nutrientes en las plantas
Extracción total (parte aérea) y exportación por
la cosecha (granos) de cultivos comerciales
Nutriente Cana-de-açúcar
(100 t ha-1
)
Soja
(5,6 t ha-1
)
Trigo
(3,0 t ha-1
)
Colmos Folhas Total Grãos Restos
culturais
Total Grãos Restos
culturais
Total
______________________________
kg ha-1 __________________________________
N 90 60 150 152 29 181 75 50 125
P 10 10 20 11 2 13 15 7 22
K 65 90 155 43 34 77 12 80 92
Ca 60 40 100 8 43 51 3 13 16
Mg 35 17 52 6 20 26 9 5 14
Macronutrientes
S 25 20 45 4 2 6 5 9 14
___________________________________
g ha-1 _________________________
_______
B 200 100 300 58 131 189 100 200 300
Cu 180 90 270 34 30 64 17 14 31
Fe 2500 6400 8900 275 840 1115 190 500 690
Mn 1200 4500 5700 102 210 312 140 320 460
Mo - - - 11 2 13 - - -
Micronutrientes
Zn 500 220 720 102 43 145 120 80 200
DISTRIBUICIÓN del P en CITRUS
(Mattos, 2003)
Hojas: 16,8% Ramas: 25,3
Tronco: 3,6%
Raíces: 20,5%
Frutos: 33,7%
Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
Exigencia nutricional y consumo aparente de fertilizantes
(N+P2O5+K2O) de algunos cultivos de Brasil
Cultura Exigência nutricional total Consumo de fertilizantes2
N+P+K N+P2O5+K2O1
N+P2O5+K2O
Cana-de-açúcar
(100 t ha-1
)
150+20+155 382 206
Soja 3
(5,6 t ha-1
)
181(72)+13+77 303 (162) 145
Café, em coco
(2 t ha-1
)
253+19+232 348 192
Citros
(1200 cx./ha)
391+19+172 642 122
Milho
(6,4 t ha-1
)
305+56+257 742 110
Arroz
(5,6 t ha-1
)
141+14+81 270 77
Feijão
(1 t ha-1
)
102+9+93 235 31
Mandioca
(16,6 mil plantas)
187+15+98 339 8
Obs. 1 Px2,29136 = P2O5; Kx1,20458 = K2O; 2 ANDA (1999); 3 En la soja, se estima que el 60% de la exigencia en
-1
Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
Marcha de absorción de N, P y K en maíz
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 ACTIVADOR ENZIMÁTICO
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proteica de la enzima, es necesario para la actividad de la misma.
Importancia de los nutrientes en las plantas
 ESTRUTURAL
El elemento forma parte de la molécula de uno o más compuestos
orgánicos; ejemplos: N: aminoácidos y proteínas; Ca: pectato; Mg:
clorofilas.
 CONSTITUYENTE DE LA ENZIMA
Se refiere a elementos, generalmente metales o elementos de
transición (Mo), que forman parte del grupo prostético de enzimas
y que son esenciales para la actividad de las mismas; es el caso
de Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Ni.
Estrutural
Activador
Grupo
prostético
Las tres funciones que los
elementos pueden desempeñar
Importancia de los nutrientes en las plantas
Importancia de los nutrientes en las plantas
planta sin deficiencia
nutricional
planta con deficiencia
nutricional
Omisión del
nutriente
Importancia de los nutrientes en las plantas
Secuencia de eventos biológicos en plantas
deficientes en nutrientes
Nivel de tejido síntoma (clorosis/necrosis)
Reducción de la velocidad de los procesos metabólicos
Paralización/desarreglo de los procesos biológicos
Nivel molecular
Alteración de membranas, pared celular, organelas
Nivel subcelular
Alteración/deformación de las células
Niível celular
Alteración de los tejidos
Modificaciones anatómicas: células de la
epidermis más gruesas, lignificadas y/o
silificadas
Propiedades fisiológicas y bioquímicas: producción
de sustancias inhibidoras y repelentes
Capacidad de respuesta de la planta al ataque
de los parásitos: aumentando las barreras
mecánicas y síntesis de compuestos tóxicos
Importancia de los nutrientes en las plantas
RESISTENCIA A ENFERMEDADES INDUCIDAS
POR LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS
RESISTENCIA A ENFERMEDADES INDUCIDAS
POR LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS
Efecto de la nutrición en las enfermedades:
Plantas tolerantes
o de moderada
resistencia
Plantas altamente
resistentes o
altamente
susceptibles
Significativo No significativo
Importancia de los nutrientes en las plantas
DESAFIO NUTRICIONAL
Contrastes de tecnología: montes frutales de de 7 años,
naranja Valencia, injertada en limón Cravo, irrigados, etc.
Monte A:70 ton/ha Monte B:10 ton/ha
¡Nutrición tomada en serio!
Importancia de los nutrientes en las plantas
Son elementos que presentan
aspectos benéficos para el
crecimiento de ciertas plantas,
aunque no sean esenciales
Elementos benéficos
Outros elementos químicos de interesse na nutrición vegetal
PREGUNTAS

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nutricion mineral de las plantas y fertilizantes

  • 1. NUTRICIÓN MINERAL Prof. Dr. Renato de Mello Prado Depto. de Suelos y Fertilizantes
  • 2. 1. Conocer los nutrientes minerales, las formas en que están disponibles en el suelo y en que son absorbidas por las plantas. 2. Conocer cómo los nutrientes son absorbidos, transportados y redistribuidos en las plantas y sus funciones metabólicas. OBJETIVOS DEL CURSO
  • 3. 3. Relacionar las funciones metabólicas de los nutrientes, cuando sea posible, con problemas de desarrollo y producción de cultivos. 4. Diagnosticar visualmente o por la interpretación de análisis químicos de material vegetal, los estados de carencias y excesos nutricionales. OBJETIVOS DEL CURSO
  • 4. 1.2 Concepto de nutrientes y criterios de esencialidad. UNIDAD 1. Introducción al curso 1.1 Conceptos en nutrición de plantas. Relación con disciplinas afines. 1.3 Composición relativa de las plantas. Otros elementos químicos de interés en la nutrición vegetal. 1.4 Cultivo hidropónico. Preparación y uso de soluciones nutritivas.
  • 5. 2.3. Factores internos y externos que afectan la absorción de nutrientes. Unidad 2: Absorción iónica radical y foliar 2.1. Aspectos anatómicos de raíces y hojas. 2.2. Procesos activos y pasivos de absorción.
  • 6. Unidades 3 y 4: funciones de los macronutrientes y micronutrientes 3.1 Introducción 3.2 Absorción, traslocación y redistribución 3.3 Participación en el metabolismo vegetal 3.4. Exigencias minerales de los principales cultivos 3.5. Sintomatología de carencias y excesos nutricionales
  • 7. Unidad 4: funciones de los micronutrientes 4.3. Participación en el metabolismo vegetal 4.1. Introducción 4.2. Absorción, traslocación y redistribución 4.4.Exigencias minerales de los principales cultivos 4.5. Sintomatología de carencias y excesos nutricionales
  • 8. 5.2. Prepación de material vegetal y análisis químicos Unidad 5: Diagnóstico foliar 5.1. Criterios de muestreo de hojas 5.3. Estudios y seminarios en grupo sobre diagnóstico foliar en cultivos
  • 9. Unidad 6: Interacciones entre nutrientes 6.2. Relaciones entre nutrientes en el análisis foliar 6.1. Estudios de las interacciones más comunes
  • 10. Material didáctico disponible en el site (Bibliografía/Seminario/Práctico) http://www.fcav.unesp.br/departamentos/solos/docentes/mardidat_renatom.php Material didáctico Disponible: Material de Apoyo (Archivos de clase) POS-GRADUACIÓN: Disciplina: Nutrición de Plantas - Programas: Ciencia del Suelo y Producción Vegetal -[Link] http://www.nutricaodeplantas.agr.br/site/ensino/graduacao/unesp_jabot_agro.php
  • 11. BIBLIOGRAFIA BÁSICA EPSTEIN, E.; BLOOM, A. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. 2.Ed. Maria Edna Tenório Nunes (Tradutora). Londrina: Editora Planta, 2006.403p. MALAVOLTA, E.; VITTI, G.C.; OLIVEIRA, J.A. Avaliação do estado nutricional das plantas. Princípios e Aplicações. 2a ed. POTAFOS (ed.). 1997. 319p. MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 2006.638p. PRADO, R.M. 500 perguntas e respostas sobre nutrição de plantas. 1. ed. Jaboticabal: FCAV/GENPLANT, 2009. v.1. 108 p PRADO, R.M. Nutrição de Plantas. 1. ed. São Paulo: Editora UNESP, 2008. v. 1. 407 p. RAIJ, B.van.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A.; FURLANI, A.M.C. Recomendações de adubação e calagem para o estado de São Paulo. 2a ed. Campinas: Instituto Agronômico, 1997. 285p..(Boletim técnico, 100).
  • 13. Introducción  Agronomía & nutrición de plantas;  Historia de la nutrición de plantas;  Conceptos en nutrición de plantas;  Relación con disciplinas afines;  Conceptos de nutrientes e criterios de esencialidad;  Composición relativa de los nutrientes en las plantas;  Otros elementos químicos de interés en la nutrición vegetal  Cultivo hidropónico.
  • 14. USO DE LA CIENCIA AGRONÓMICA ALIMENTOS, FIBRAS Y ENERGÍA Agronomía & nutrición de plantas
  • 15. 52 FACTORES DE PRODUCIÓN ¿Cuáles son? (Tisdale et al.,1993) Planta * cv. * Nutrición suelo * Conservación * Fertilizantes * Fertilización * Fertilidad Ambiente * Clima (luz, temp...) * Manejo (Irrig., Control fitos.) Agronomía & nutrición de plantas
  • 16. Aristóteles (384-322 a.C.) filósofo griego animales invertidos y mantienen la boca en el suelo *** Antigüedad TEORÍA del HUMUS - Wallerius (1709-1785) Las plantas obtienen los nutrientes de extractos derivados del humus que contiene agua y compuestos solubles de C, H, O y N, de los cuales las plantas reconstruyen tejidos más complejos. De esos 4 elementos, otros elementos vitales, como Si y K serían formados. Cal y sales eran importantes para las plantas, pero el papel principal sería la disolución de la materia orgánica en la solución del suelo. Historia de la Nutrición de Plantas
  • 17. *** Sprengel (1787-1859) Investigó compuestos en la zona radical y consideró 15 elementos como importantes: O, C, N, S, P, Cl, K, Na, Ca, Mg, Al, Si, Fe y Mn. En 1838 definió la ley del mínimo: Enunciaba que “si apenas uno de los elementos necesarios para la nutrición de las plantas falta, la planta sufrirá, aunque todos los otros elementos necesarios para la producción vegetal estuvieran presentes en cantidad suficiente” Historia de la Nutrición de Plantas
  • 18. “Era Just Van Liebig” (1803-1873) Liebig (1840) definió la teoría de la nutrición de plantas: libro “La química en sus aplicaciones la a agricultura y a la Fisiología”: donde a planta se nutría de CO2 y H2O, y de algunos minerales de la tierra. MACRONUTRIENTES *** Siglo XIX Historia de la Nutrición de Plantas
  • 19. http://www.liebig-museum.de/ Liebigs Analytisches Labor um 1840 “Era Just Van Liebig”
  • 20. * La fuente de N de las plantas  NH3 atm. * las fuentes de K y P  Silicatos insol. p/ evitar lixiviación. Derrumbó la teoría de los humanistas que indicaban que el vegetal extraía de la tierra sustancias originadas del humus y que los minerales no pasaban de “impurezas” la planta vive de ácido carbónico, amoníaco (ácido nítrico), agua, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido silícico, cal, magnesio, potasio (soda) e hierro “Era Just Van Liebig” Historia de la Nutrición de Plantas
  • 21. Ley del mínimo Nutriente en < cantidad  Limitante Igual a los demás  cantidad adequada
  • 22. Siglo XX (Era Post Liebig) Micronutrientes Epstein (1972) Transportador de iones- enzima/sustrato : Cinética enzimática Escuela Hoagland (1844-1949) Contribuiciones iniciales – absorción, transporte, redistribuición y funciones Historia de la Nutrición de Plantas
  • 23. Stanley A. Barber (1995) Mecanismos de absorción Marschner (1991) La película la rizosfera, exudación, microrganismos, alteraciones en el pH, potencial redox y disponibilidad de macro y micronutrientes y de elementos tóxicos Konrad Mengel Siglo XX (Era Post Liebig) Historia de la Nutrición de Plantas
  • 24. Historia de la Nutrición de Plantas 1a Tese: LOPES, G.O. 1972. Contribuición ao estudo de las relações entre o zinco e o fósforo de las plantas. Tese de Doutorado. 44 p. Século XX (Era Pós Liebig) Início da Nutrición de Plantas en el Brasil (1954) PG – MS: 1964 e DR: 1970
  • 25. ¿Cuáles son los nutrientes? ¿Sus funciones? ¿Absorción, transporte y redistribución de los nutrientes? ¿Diagnóstico de deficiencias/excesos? Análisis químico Visual Conceptos en nutrición de plantas NUTRICIÓN DE PLANTAS ¿El CONCEPTO?
  • 26. Conceptos en nutrición de plantas Naturaleza: >100 elementos En la planta: Total:40-50 elementos 16 elementos son esenciales Esencial (sin él la planta no vive) Benéfico (aumenta el crecimiento y la producción en situaciones Particulares) Tóxico (no perteneciendo a las categorías anteriores, disminuye el crecimiento y la producción, pudiendo llevar a la muerte) Cuántos?
  • 27. DISCIPLINAS AFINES & Relación con disciplinas afines NUTRICIÓN DE PLANTAS
  • 29. FERTILIDAD del SUELO Análisis químico Fertilización (Exigencia de la Planta – Cant. del suelo) x “f” suelo Planta Fertilizantes NUTRICIÓN DE PLANTAS Análisis químico ¿Cuál? ¿Cuánto? ¿Cómo? ¿Cuándo? “f” Relación con disciplinas afines
  • 30. Factores que causan pérdidas LLUVIA EROSIÓN N = P = K LIXIVIACIÓN NO3 - > K+ FIJACIÓN H2PO4 - suelo ABSORCIÓN FERTILIZANTE VOLATILIZACIÓN UREA (NH3) ´f´ N: 40-50% ;P: 70-80%; K: 30% “f” Relación con disciplinas afines
  • 31. ¿Qué es un NUTRIENTE? Un elemento químico considerado esencial para las plantas Criterios de esencialidad (Arnon & Stout, 1939) Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
  • 32. El elemento participa de un compuesto o de una reacción química, sin la cual la planta no vive Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
  • 33. 2) El elemento no puede ser sustituido por ningún otro 1) En ausencia del elemento la planta no completa su ciclo vegetativo 3) El elemento debe tener un efecto directo en la vida de la planta y no ejercer apenas el papel de, con su presencia en el medio, neutralizar efectos físicos, químicos o biológicos desfavorables para el vegetal Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
  • 34. Descubrimiento y demostración de la esencialidad de los elementos Elemento Descubridor Año Demostración Año C - - De Saussure 1804 H Cavendish 1766 De Saussure 1804 O Priestley 1774 De Saussure 1804 N Rutherford 1772 De Saussure 1804 P Brand 1772 Ville 1860 S - - Von Sachs, Knop 1865 K Davy 1807 Von Sachs, Knop 1860 Ca Davy 1807 Von Sachs, Knop 1860 Mg Davy 1808 Von Sachs, Knop 1860 (Glass, 1989) ¿Cuándo fueron descubiertos los Nutrientes? Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
  • 35. Fe - - Von Sachs, Knop 1860 Mn Scheele 1744 McHargue 1922 Cu - - Sommer 1931 Zn - - Sommer & Lipman 1926 B Gay Lussac & Thenard 1808 Sommer & Lipman 1939 Mo Hzelm 1782 Arnon & Stout 1939 Cl Schell 1774 Broyer et al. 1954 Continuación Conceptos de nutrientes y criterios de esencialidad
  • 36. Plantas vivas: hasta 95% H2O + 5% M.S. (Reichardt, 1985) ~ 92%: C (40%)+H(12%)+O(40%) Aire (CO2) ~ 8%: Macro y micronutrientes 100% MS ¿Cuál es la proporción que aparece en las plantas? Composición relativa de los nutrientes en las plantas
  • 37. COMPOSICIÓN RELATIVA DE MACROS Y MICROS ORGÁNICOS Macronutrientes orgánicos C 42% O 44% H 6% Total 92% MINERAIS Macronutrientes N 2,0% Ca 1,3% P 0,4% Mg 0,4% K 2,5% S 0,4% Total 7% Micronutrientes Fe, Zn, B, Cu, Mo e Cl Total 1% 100% Composición relativa de los nutrientes en las plantas
  • 38. (Epstein, 1975) Elementos Concentración en la M.S. Número rel. de átomos MACRONUTRIENTES g kg-1 N 15 1.000.000 K 10 250.000 Ca 5 125.000 Mg 2 80.000 P 2 60.000 S 1 30.000 MICRONUTRIENTES mg kg-1 Cl 100 3000 B 20 2000 Fe 100 2000 Mn 50 1000 Zn 20 300 Cu 6 100 Mo 0,1 1 Composición relativa de los nutrientes en las plantas COMPOSICIÓN RELATIVA DE MACROS Y MICROS
  • 39. Composición relativa de los nutrientes en las plantas Extracción total (parte aérea) y exportación por la cosecha (granos) de cultivos comerciales Nutriente Cana-de-açúcar (100 t ha-1 ) Soja (5,6 t ha-1 ) Trigo (3,0 t ha-1 ) Colmos Folhas Total Grãos Restos culturais Total Grãos Restos culturais Total ______________________________ kg ha-1 __________________________________ N 90 60 150 152 29 181 75 50 125 P 10 10 20 11 2 13 15 7 22 K 65 90 155 43 34 77 12 80 92 Ca 60 40 100 8 43 51 3 13 16 Mg 35 17 52 6 20 26 9 5 14 Macronutrientes S 25 20 45 4 2 6 5 9 14 ___________________________________ g ha-1 _________________________ _______ B 200 100 300 58 131 189 100 200 300 Cu 180 90 270 34 30 64 17 14 31 Fe 2500 6400 8900 275 840 1115 190 500 690 Mn 1200 4500 5700 102 210 312 140 320 460 Mo - - - 11 2 13 - - - Micronutrientes Zn 500 220 720 102 43 145 120 80 200
  • 40. DISTRIBUICIÓN del P en CITRUS (Mattos, 2003) Hojas: 16,8% Ramas: 25,3 Tronco: 3,6% Raíces: 20,5% Frutos: 33,7% Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
  • 41. Exigencia nutricional y consumo aparente de fertilizantes (N+P2O5+K2O) de algunos cultivos de Brasil Cultura Exigência nutricional total Consumo de fertilizantes2 N+P+K N+P2O5+K2O1 N+P2O5+K2O Cana-de-açúcar (100 t ha-1 ) 150+20+155 382 206 Soja 3 (5,6 t ha-1 ) 181(72)+13+77 303 (162) 145 Café, em coco (2 t ha-1 ) 253+19+232 348 192 Citros (1200 cx./ha) 391+19+172 642 122 Milho (6,4 t ha-1 ) 305+56+257 742 110 Arroz (5,6 t ha-1 ) 141+14+81 270 77 Feijão (1 t ha-1 ) 102+9+93 235 31 Mandioca (16,6 mil plantas) 187+15+98 339 8 Obs. 1 Px2,29136 = P2O5; Kx1,20458 = K2O; 2 ANDA (1999); 3 En la soja, se estima que el 60% de la exigencia en -1 Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
  • 42. Marcha de absorción de N, P y K en maíz El patrón de extracción de los nutrientes varia c/ciclo Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción
  • 43. Marcha de absorción de N, P y K en maíz Acumulación de nutrientes en los cultivos y composición de la producción El patrón de extracción de los nutrientes varia c/ciclo
  • 44.  ACTIVADOR ENZIMÁTICO El elemento está presente en la fase disociable de la fracción proteica de la enzima, es necesario para la actividad de la misma. Importancia de los nutrientes en las plantas  ESTRUTURAL El elemento forma parte de la molécula de uno o más compuestos orgánicos; ejemplos: N: aminoácidos y proteínas; Ca: pectato; Mg: clorofilas.  CONSTITUYENTE DE LA ENZIMA Se refiere a elementos, generalmente metales o elementos de transición (Mo), que forman parte del grupo prostético de enzimas y que son esenciales para la actividad de las mismas; es el caso de Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Ni.
  • 45. Estrutural Activador Grupo prostético Las tres funciones que los elementos pueden desempeñar Importancia de los nutrientes en las plantas
  • 46. Importancia de los nutrientes en las plantas planta sin deficiencia nutricional planta con deficiencia nutricional Omisión del nutriente
  • 47. Importancia de los nutrientes en las plantas Secuencia de eventos biológicos en plantas deficientes en nutrientes Nivel de tejido síntoma (clorosis/necrosis) Reducción de la velocidad de los procesos metabólicos Paralización/desarreglo de los procesos biológicos Nivel molecular Alteración de membranas, pared celular, organelas Nivel subcelular Alteración/deformación de las células Niível celular Alteración de los tejidos
  • 48. Modificaciones anatómicas: células de la epidermis más gruesas, lignificadas y/o silificadas Propiedades fisiológicas y bioquímicas: producción de sustancias inhibidoras y repelentes Capacidad de respuesta de la planta al ataque de los parásitos: aumentando las barreras mecánicas y síntesis de compuestos tóxicos Importancia de los nutrientes en las plantas RESISTENCIA A ENFERMEDADES INDUCIDAS POR LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS
  • 49. RESISTENCIA A ENFERMEDADES INDUCIDAS POR LA NUTRICIÓN DE LAS PLANTAS Efecto de la nutrición en las enfermedades: Plantas tolerantes o de moderada resistencia Plantas altamente resistentes o altamente susceptibles Significativo No significativo Importancia de los nutrientes en las plantas
  • 50. DESAFIO NUTRICIONAL Contrastes de tecnología: montes frutales de de 7 años, naranja Valencia, injertada en limón Cravo, irrigados, etc. Monte A:70 ton/ha Monte B:10 ton/ha ¡Nutrición tomada en serio! Importancia de los nutrientes en las plantas
  • 51. Son elementos que presentan aspectos benéficos para el crecimiento de ciertas plantas, aunque no sean esenciales Elementos benéficos Outros elementos químicos de interesse na nutrición vegetal