Nutrición Mineral de las Plantas
Además de carbono, hidrógeno y oxígeno, las plantas necesitan un conjunto definido de elementos minerales extraídos del suelo, y la forma en que absorben, transportan y asimilan estos nutrientes determina su crecimiento y los fertilizantes de los que depende la agricultura.
Definition
La nutrición mineral de las plantas es la adquisición, el transporte y la asimilación de los elementos inorgánicos esenciales para el crecimiento de las plantas, y las consecuencias fisiológicas de su suministro o deficiencia.
Scope
Este tema cubre los elementos minerales esenciales (macronutrientes y micronutrientes), los criterios de esencialidad, los síntomas de deficiencia, la absorción de iones y el transporte a través de la membrana en la raíz, y la asimilación de nitrógeno y azufre, incluyendo el papel de las simbiosis.
Core questions
- ¿Qué elementos son esenciales para las plantas y cómo se establece la esencialidad?
- ¿Cómo absorben las raíces los iones minerales contra los gradientes de concentración?
- ¿Cómo se asimilan el nitrógeno y otros nutrientes en moléculas orgánicas?
Key theories
- Concepto de elemento esencial
- Un elemento es esencial si la planta no puede completar su ciclo de vida sin él y tiene un papel específico e irremplazable; este criterio define los macronutrientes y micronutrientes requeridos por todas las plantas.
- Transporte activo de iones a través de la membrana
- Las células de la raíz utilizan bombas de protones para energizar las membranas, permitiendo que los transportadores y canales absorban iones minerales de forma selectiva, a menudo contra sus gradientes de concentración.
Mechanisms
Las H+-ATPasas de la membrana plasmática bombean protones fuera de las células de la raíz, creando un gradiente electroquímico que impulsa el transporte activo secundario de iones nutrientes a través de transportadores y canales específicos. El nitrato y el amonio se asimilan a través de la nitrato reductasa y el ciclo de la glutamina sintetasa-glutamato sintasa en aminoácidos; muchas plantas complementan la absorción a través de hongos micorrícicos o, en leguminosas, simbiosis rizobiales fijadoras de nitrógeno que reducen el N2 atmosférico a amoníaco.
Clinical relevance
La nutrición mineral es la base científica de la fertilización y el manejo del suelo; ajustar el suministro de nutrientes a la demanda de los cultivos aumenta los rendimientos al tiempo que limita la escorrentía y la eutrofización causadas por las pérdidas de nitrógeno y fósforo.
History
La teoría mineral de la nutrición de Liebig del siglo XIX y los experimentos hidropónicos de Sachs establecieron que las plantas requieren elementos inorgánicos específicos, sentando las bases para la fertilización científica y los criterios de elementos esenciales refinados en el siglo XX.
Key figures
- Justus von Liebig
- Julius von Sachs
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Seminal works
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Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre macronutrientes y micronutrientes?
- Los macronutrientes como el nitrógeno, el fósforo, el potasio, el calcio, el magnesio y el azufre se necesitan en cantidades relativamente grandes, mientras que los micronutrientes como el hierro, el zinc, el manganeso y el boro son esenciales pero solo se requieren en cantidades traza.
- ¿Cómo obtienen nitrógeno las leguminosas?
- Las leguminosas forman nódulos radiculares que albergan bacterias rizobiales que fijan el nitrógeno atmosférico en amoníaco, suministrando a la planta nitrógeno utilizable a cambio de carbohidratos.