Clasificación y Funciones de los Elementos Esenciales en Plantas: Nutrientes y Deficiencias

Clasificación de los Elementos Esenciales en Plantas Según su Función Fisiológica y Bioquímica

1. Elementos que forman compuestos orgánicos

• Nitrógeno (N)
• Azufre (S)

2. Elementos importantes en las reacciones de almacenamiento de energía o para mantener la integridad estructural

• Fósforo (P)
• Silicio (Si)
• Boro (B)

3. Elementos presentes como iones libres o unidos a otras sustancias

Estos elementos participan en la osmorregulación y la actividad enzimática, actuando como cofactores.

• Potasio (K)
• Calcio (Ca)
• Magnesio (Mg)
• Cloro (Cl)
• Manganeso (Mn)
• Sodio (Na)

4. Elementos involucrados en la transferencia de electrones

Estos elementos también actúan como cofactores de enzimas.

• Hierro (Fe)
• Zinc (Zn)
• Cobre (Cu)
• Níquel (Ni)
• Molibdeno (Mo)

Deficiencias Minerales en Plantas

Las deficiencias minerales pueden ocurrir por varias razones:

• El elemento está presente en la solución del suelo, pero su concentración es muy baja.
• El elemento está presente en una forma química que la planta no puede utilizar.
• Antagonismo: la presencia de un elemento en una determinada concentración puede impedir la absorción de otro. Por ejemplo, el magnesio (Mg) es antagónico con el calcio (Ca) y el potasio (K).

Nitrógeno (N)

Formas de absorción

• Fijación del nitrógeno atmosférico (N₂)
• Absorción en forma iónica: como nitrógeno amoniacal (NH₄⁺) o como nitrato (NO₃^-), siendo esta última la forma predominante.

Funciones del Nitrógeno

• En forma de la proteína prolina, está involucrado en la regulación osmótica.
• Componente estructural de la molécula de clorofila.
• Constituyente estructural de las paredes y membranas celulares (proteínas).
• Componente molecular de hormonas (auxinas, citoquininas).

Síntomas de deficiencia de Nitrógeno

• Baja tasa de crecimiento y reducción del área foliar.
• Clorosis generalizada.
• Aceleración de la senescencia y dehiscencia de las hojas, seguida de necrosis.

Fósforo (P)

Las plantas absorben el fósforo del suelo principalmente como H₂PO₄^- y HPO₄^2-.

Funciones generales del Fósforo

Después del nitrógeno, el fósforo es el elemento más limitante en los suelos. Se encuentra en la planta como componente de carbohidratos activados (por ejemplo, glucosa-6-fosfato, fructosa-6-fosfato, etc.), en los ácidos nucleicos, fosfolípidos y fosfoproteínas.

El papel central del fósforo es la transferencia de energía por fosforilación. En este proceso, juegan un papel importante los nucleótidos altamente reactivos: ATP (adenosina trifosfato), ADP (adenosina difosfato), GTP (guanosina trifosfato), GDP (guanosina difosfato), UTP (uridina trifosfato), UDP (uridina difosfato), CTP (citosina trifosfato) y CDP (citosina difosfato).

Síntomas de deficiencia de Fósforo

• En cereales, se caracteriza por un retardo en el crecimiento, poco desarrollo de las raíces y enanismo en hojas y tallos.
• Es frecuente la acumulación de antocianina en la base de las hojas.
• En maíz, las hojas presentan una coloración verde intenso, con poco brillo y posterior acumulación de pigmentos.

Potasio (K)

Se encuentra en la solución del suelo como catión monovalente (K⁺) y es muy soluble.

Funciones del Potasio

Sus funciones se centran en cuatro roles bioquímicos y fisiológicos:

1. Activación enzimática.
2. Procesos de transporte a través de membranas.
3. Neutralización aniónica.
4. Potencial osmótico.

El ion K parece estar implicado en varias funciones fisiológicas como el transporte en el floema, la turgencia de las células guardianes de los estomas, los movimientos foliares y el crecimiento celular.

Síntomas de deficiencia de Potasio

Al igual que el nitrógeno y el fósforo, el potasio se traslada de los órganos maduros a los jóvenes. La deficiencia de este elemento se observa primero como un amarillamiento ligero en hojas viejas. En las dicotiledóneas, las hojas se tornan cloróticas y, a medida que progresa la deficiencia, aparecen manchas necróticas de color oscuro.

Azufre (S)

Funciones del Azufre

• Componente estructural de las membranas celulares (proteínas).
• Síntesis de aminoácidos (cisteína, metionina) y proteínas.
• Componente estructural de la tiamina y biotina (coenzimas o vitaminas).
• Parte estructural del Acetil CoA (respiración).

Síntomas de deficiencia de Azufre

En el té, las deficiencias de azufre se manifiestan con hojas jóvenes cloróticas que finalmente se ponen amarillas. Los bordes y los ápices foliares se vuelven necróticos y se enrollan. Se produce una muerte del ápice, seguida por una rápida defoliación.

Boro (B)

Funciones del Boro

• Necesario para la formación del capullo floral, producción y viabilidad del grano de polen.

Síntomas de deficiencia de Boro

La deficiencia de boro causa daños serios y la muerte de los meristemos apicales. Estos síntomas son muy comunes en plantaciones de árboles de todo el mundo.

Molibdeno (Mo)

Funciones del Molibdeno

• Implicado en el metabolismo del nitrógeno (nitrato reductasa, nitrogenasa).
• Implicado en la formación de ABA, al ser parte estructural de la enzima que lo genera.
• Participa en reacciones redox como constituyente de sistemas enzimáticos.