lunes, 1 de noviembre de 2010

NUTRICION VEGETAL


Son procesos que permiten a los vegetales absorber en el medio ambiente y asimilar los elementos nutritivos necesarios para sus distintas funciones fisiológicas: crecimiento, desarrollo, reproducción.
El principal elemento nutritivo que interviene en la nutrición vegetal es el carbono, extraído del gas carbónico del aire por las plantas autótrofas gracias al proceso de la fotosíntesis. Las plantas no clorofílicas, llamadas heterótrofas dependen de los organismos autótrofos para su nutrición carbonosa.
La nutrición recurre a procesos de absorción de gas y de soluciones minerales ya directamente en el agua para los vegetales inferiores y las plantas acuáticas, ya en el caso de los vegetales vasculares en la solución nutritiva del suelo por las raíces o en el aire por las hojas.
Las raíces, el tronco y las hojas son los órganos de nutrición de los vegetales vascularizados: constituyen el aparato vegetativo. Por los pelos absorbentes de sus raíces (las raicillas), la planta absorbe la solución del suelo, es decir el agua y las sales minerales, que constituyen la savia bruta (ocurre que las raíces se asocian a hongos para absorber mejor la solución del suelo, se habla entonces de micorriza).
Por las hojas, allí donde se efectúa la fotosíntesis, la planta recibe aminoácidos y azúcares que constituyen la savia elaborada. Bajo las hojas, los estomas permiten la evaporación de una parte del agua absorbida (oxígeno: O2) y la absorción de dióxido de carbono (CO2).
Por el tallo, circulan los dos tipos de savia: la savia bruta por el xilema y la savia elaborada por el floema.

Los elementos nutritivos

Los elementos nutritivos indispensables para la vida de una planta se subdivide en dos categorías los macronutrientes y los micronutrientes.

Los macronutrientes

Los macronutrientes se caracterizan por sus concentraciones superiores al 0.1% de la materia seca. Entre ellos se encuentran los principales elementos nutritivos necesarios para la nutrición de las plantas, que son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. Estos cuatro elementos que constituyen la materia orgánicamateria seca del vegetal. Al cual se añaden los elementos utilizados como abono y enmiendas que son: el potasio, el calcio, el magnesio, el fósforo, así como el azufre. Los tres primeros macronutrientes se encuentran en el aire y en el agua. El nitrógeno, aunque representando un 78% del aire atmosférico, no puede ser utilizado directamente por las plantas que no pueden, a excepción de algunas bacterias y algas, asimilarlo más que bajo forma mineral, principalmente bajo la forma de ión nitrato (NO3). Eso explica la importancia de la "nutrición añadida de nitrógeno" en la nutrición vegetal y su adición como abono por los productores. representan más de un 90% por término medio de la
Macronutrientes esenciales para la mayoría de las plantas vasculares y concentraciones internas consideradas como adecuadas
Elemento Símbolo químico Forma disponible para las plantas Concentración adecuada en tejido seco, en mg/kg. Funciones
Hidrógeno H H2O 60000 El hidrógeno es necesario para la construcción de los azúcares y por lo tanto para el crecimiento. Procede del aire y del agua.
Carbono C CO2 450000 El carbono es el constituyente principal de las plantas. Se encuentra en el esqueleto de numerosas biomoléculas como el almidón o la celulosa. Se fija gracias a la fotosíntesis, a partir del dióxido de carbono procedente del aire, para formar hidratos de carbono que sirven como almacenamiento de energía a la planta
Oxígeno O O2,H2O,CO2 450000 El oxígeno es necesario para la respiración celular, los mecanismos de producción de energía de las células. Se encuentra en numerosos otros componentes celulares. Procede del aire.
Nitrógeno N \scriptstyle NO_3^-, NH_4^+ 15000 El nitrógeno es el componente de los aminoácidos, de los ácidos nucléicos, de los nucleótidos, de la clorofila, y de las coenzimas.
Potasio K K + 10000 El potasio se produce en la ósmosis y el equilibrio iónico, así como en la apertura y el cierre de los estomas; activa también de numerosas enzimas
Calcio Ca Ca2 + 5000 El calcio es un componente de la pared celular; cofactor de enzimas; interviene en la permeabilidad de las membranas celulares; componiendo la calmodulina, regulador de actividades enzimáticas y también de las membranas.
Magnesio Mg Mg2 + 2000 El magnesio es un componente de clorofila; activador de numerosas enzimas.
Fósforo P \scriptstyle H_2PO_4^-, \scriptstyle HPO_4^{2-} 2000 Se encuentra el fósforo en los compuestos fosfatados que transportan energía (ATP, ADP), los ácidos nucléicos varias coenzimas y los fosfolípidos.
Azufre S \scriptstyle SO_4^{2-} 1000 El azufre forma parte de algunos aminoácidos (cisteína, metionina), así como de la coenzima A

Los micronutrientes

Los micronutrientes llamados también oligoelementos no sobrepasan el 0.01% de la materia seca. Son el cloro, el hierro, el boro, el manganeso, el zinc, el cobre, el níquel, el molibdeno, etc. El déficit de alguno de estos elementos puede determinar enfermedades de carencia.
Micronutrientes esenciales para la mayoría de las plantas vasculares y concentraciones internas consideradas como adecuadas
Elemento Símbolo químico Forma disponible para las plantas Concentration adecuada en tejido seco, en mg/kg Funciones
Cloro Cl Cl 100 El cloro se produce en la ósmosis y el equilibrio iónico; probablemente indispensable para las reacciones fotosintéticas que producen el oxígeno.
Hierro Fe Fe3 + , Fe2 + 100 El hierro es necesario para la síntesis de la clorofila; componente de los citocromos y de la nitrogenasa
Boro B H3BO3 20 El boro intervine en la utilización del Calcio, la síntesis de los ácidos nucléicos y la integridad de las membranas.
Manganeso Mn Mn2 + 50 El manganeso es activador de algunas enzimas; necesario para la integridad de la membrana cloroplástica y para la liberación de oxígeno en la fotosíntesis
Zinc Zn Zn2 + 20 El zinc es el activador o componente de numerosos enzimas.
Cobre Cu Cu + ,Cu2 + 6 El cobre es el activador o componente de algunas enzimas que se producen en las oxidaciones y las reducciones.
Níquel Ni Ni2 + - El níquel forma la parte esencial de una enzima que funciona en el metabolismo
Molibdeno Mo \scriptstyle MoO_4^{2-} 0,1 El molibdeno es necesario para la fijación del nitrógeno y en la reducción de los nitrato



 NUTRIENTES ESCENCIALES

Criterios de esencialidad
– La planta no puede culminar su ciclo de vida en ausencia del elemento.
– La función del elemento no puede ser desempeñada por otro.
– El elemento deberá estar directamente implicado en el metabolismo.
-Ni la presencia ni la concentración son criterios de esencialidad.

CLASIFICACION DE LOS ELEMENTOS

• Macronutrientes esenciales: C, O, H, N, P, K, S. Ca y Mg
• Micronutrientes esenciales: Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo, Cl y Ni.
Elementos beneficiosos:
– Na, Si, Co,(Al), I, Ti, (Se),V,(requerimiento ecológico u agronómico)

CLASIFICACION POR SU FUNCION

• Grupo 1: N y S (constituyentes de compuestos orgánicos).
• Grupo 2: P, B, Si (acumulación de energía o integridad estructural).
• Grupo 3: K, Na, Mg, Ca, Mn, Cl (se mantienen en su forma ionica - cofactores-).
• Grupo 4: Fe, Cu, Zn, Mo, Ni (involucrados en transferencia de electrones).

ELEMENTOS MINERALES CLASIFICADOS SEGUN SU MOVILIDAD DENTRO DE LA PLANTA

MÓVIL
• Nitrógeno • Potasio • Magnesio • Fósforo • Cloro • Sodio • Zinc • Molibdeno 

NO MÓVIL
• Calcio • Azufre • Hierro • Boro • Cobre

NITROGENO

Función y presencia en planta:
– Proteínas y ácidos nucleicos
– N orgánico soluble: AA, amidas
– N inorgánico: iones nitrato y amonio
Síntomas de deficiencia:
– Reducción en crecimiento de área foliar (IAF)
– Reducción de Amax y EUL
– Clorosis uniforme de hojas adultas, posible caída
antes de ser necróticas.
– Cambios drásticos en partición de fotoasimilados

FOSFORO

• Función y presencia en planta:
– Como fosfato libre o como compuesto orgánico
– Metabolismo energético (ATP, NADPH)
– Moléculas y estructuras celulares (enlaces di ester
de ácidos nucleicos y fosfolípidos)
• Síntomas de deficiencia:
– Enanismo con colores verdes intensos y pobre
desarrollo radicular.
– Producción excesiva de antocianinas
– Maduración retrasada (frutos y semillas)

POTASIO

• Función y presencia en planta:
– Catión mas abundante en vacuola y citoplasma.
– Papel clave en osmoregulación (apertura y cierre
estomático).
– Activador de más de 50 sistemas enzimáticos.
– Mantenimiento del pH en citoplasma (neutraliza cargas
eléctricas negativas).
– Rol en síntesis de celulosa y lignina.
• Síntomas de deficiencia:
– Problemas en elongación celular.
– Mal control estomático.
– Tejidos con paredes celulares más débiles.
– Necrosis de bordes y puntas de hoja.
METODOS DE DIAGNOSTICO

• Cualitativos
• Cuantitativos
– Análisis foliar
• Nivel Crítico
• Intervalo de suficiencia
– DRIS (Sistema integrado de recomendación y diagn.)
• Otros métodos cuantitativos
– Fracción de nutrientes
– Análisis de savia
– Métodos histoquímicos y bioquímicos

SINTOMAS VISIBLES DE ALTERACIONES NUTRICIONALES

Clorosis: coloración verde pálido o amarillenta por desarrollo subnormal de clorofila.
 Necrosis: muerte de tejidos



 Deformaciones
POTENCIAL DE MEMBRANA

• Diferencia de potencial eléctrico a ambos lados de una membrana.
• El potencial eléctrico es negativo en la mayoría de las células, por lo tanto los cationes tienden a entrar,
pero deben ser bombeados hacia el exterior.
POTENCIAL ELECTROQUIMICO DE UN ION
μj = μj
* + RTlnCj + zFE
μj
*:potencial electroquímico en condiciones
standard
R: cte universal de los gases
T: temperatura absoluta
Cj:concentración del ion
z: carga eléctrica del ion
F: cte de Faraday
E: potencial eléctrico de la solución

CRITERIOS PARA DEFINIR EL TIPO DE TRANPORTE

- Gradiente negativo: fuerza física que impulsa hacia
adentro al ion.
 TRANSPORTE PASIVO
- Gradiente positivo: ion tiende a salir, se requiere
energía metabólica para que ingrese.
 TRANSPORTE ACTIVO

Para construir, renovar sus estructuras y realizar todos los procesos vitales, los seres vivos necesitan materia y energía. Se denomina nutrición al conjunto de procesos implicados precisamente en el intercambio de materia y energía de un ser vivo con el medio que le rodea.
Los vegetales son seres vivos de nutrición autótrofa y fotosintética. Se denominan autótrofos porque son capaces de transformar en materia orgánica la materia inorgánica del medio y fotosintéticos porque para ello obtienen la energía de la luz solar.

Los procesos implicados en la nutrición son: La absorción de los nutrientes, el intercambio de gases (oxígeno y dióxido de carbono), el transporte de nutrientes por todo el organismo, el catabolismo (degradación de las moléculas en otras más sencillas con obtención de energía) y la excreción de sustancias tóxicas producidas durante el metabolismo celular. 
 La incorporación de nutrientes en los vegetales se realiza de forma diferente según estudiemos un vegetal de organización talofítica o cormofítica. Los de organización talofítica toman los nutrientes directamente del medio a través de la membrana de sus células, por lo que no tienen, ni necesitan órganos de absorción y de transporte.

Los de organización cormofítica sí presentan estructuras especialmente adaptadas para la absorción y el transporte en el medio terrestre. Estas estructuras son:"Trébol"
  • Raíz: subterránea (normalmente) a través de la cual obtienen agua y sales disueltas.
  • Tallo: Estructura por la cual transportan el agua y las sales minerales desde la raíz a la hoja, y los productos de la fotosíntesis desde la hoja a la raíz y al resto del vegetal.
  • Hojas: Es el lugar donde los compuestos inorgánicos se transforman en orgánicos. Esta función la realizan transformando la energía de la luz en energía química de enlace.


En el interior de estas estructuras se localiza el sistema vascular. Esta formado por vasos conductores, que forman el xilema y el floema y transportan sustancias necesarias para la nutrición.
"Vasos conductores"
La incorporación del agua y las sales minerales se realiza por las raíces, a través de los pelos radicales (Foto pelos radiculares). Estas estructuras aumentan considerablemente la superficie de contacto de la raíz con el suelo. Son evaginaciones de la epidermis.
El agua penetra en la raíz por ósmosis. Este fenómemo se produce porque en el interior de la raíz existe más concentración de solutos que en el exterior. El agua llega así circulando hasta los conductos leñosos.
Las sales minerales requieren energía para penetrar en la raíz, por lo tanto su transporte es activo. Se realiza en contra de gradiente de concentración. Existen unas proteínas en la propia membrana que permiten el paso de sales que se absorben en forma de iones.

"Raiz"

El conjunto de agua y sales minerales que han llegado hasta el xilema se denomina savia bruta. Esta savia es transportada por los vasos leñosos hasta las hojas, donde se utiliza en la fotosíntesis. 

Durante la fotosíntesis, la savia bruta, transportada por el xilema hasta las hojas, se transforma en savia elaborada. Es ésta una solución formada por azúcares, aminoácidos y otras sustancias ricas en nitrógeno.
Esta savia se transporta por el floema que está formado por células alargadas, dispuestas en fila con los tabiques perforados formando unos tubos, llamados tubos cribosos. La savia lleva una dirección ascendente y descendente, desde las zonas de producción (hojas) hasta las de consumo (sumideros), que pueden ser cualquier parte del vegetal: tejidos de reserva, frutos, semillas, meristemos apicales, etc.
"Corte transversal de vasos conductores"




La nutrición autótrofa, propia de los vegetales, requiere la captación de luz procedente del sol. Para ello existen unas estructuras especializadas, las hojas, que presentan amplias superficies para que la captación de esta energía sea eficaz.

"Estructura de una hoja"

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