26 Nutricion de cultivos con zinc

Vista previa del material en texto

Deficiencia de Zn en los suelos del mundo. Áreas con 
mayores problemas reportados. FUENTE: Alloway (2008). 
 Nutrición de Cultivos con Zinc 
 Un paso más a la alta Productividad Agrícola 
 
Introducción 
El Zinc (Zn) es uno de los micronutrientes que las 
plantas necesitan para tener crecimiento y 
reproducción normales. Sin embargo, a pesar de 
su importancia, el Zn es el micronutriente más 
deficiente en todo el mundo, aun cuando las 
necesidades de los cultivos son muy pequeñas. 
Actualmente se habla de deficiencia de Zn en un 
40% de los suelos cultivados en todo el mundo y 
donde aproximadamente el 50% de los suelos 
agrícolas del mundo con producción de cereales 
presentan carencia de este elemento. El Zn es 
un micronutriente que desempeña un papel vital 
en funciones claves como la estructura de la 
membrana, fotosíntesis, síntesis de proteína y defensa frente a sequias y enfermedades. 
El Zn en los suelos 
Diversos investigadores han reportado que la concentración de Zn total en los suelos es del orden de 55 
mg.kg-1 (ppm), donde el rango típico oscila entre las 10 a 300 ppm. Este contenido total se encuentra 
distribuido en tres fracciones. Estas son: Zn soluble (presente en la solución del suelo); Zn intercambiable 
(adsorbido a los coloides); y Zn fijado. De las tres fracciones sólo la que está en solución del suelo y el que 
puede ser fácilmente desadsorbido es disponible para las plantas (4 a 270 µg.L-1), pero también es fácilmente 
lixiviado como sucede en los suelos tropicales con altas precipitaciones pluviales. 
Los factores del suelo que afectan la disponibilidad de Zn en las raíces son: alto nivel de carbonatos (CaCO3), 
pH elevado, suelos arcillosos, bajo contenido de materia orgánica, baja humedad del suelo y altos niveles de 
óxidos de Fe y Al. Los altos contenidos de fósforo y bajos contenidos de Zn, provocan una severa deficiencia de 
este último. Las deficiencias suelen aparecer en una etapa temprana en el ciclo de crecimiento, 
particularmente cuando los suelos están muy húmedos, esto se debe al lento crecimiento radicular 
comparado con el crecimiento de la parte aérea de la planta. 
Otra causa adicional de deficiencia de Zn es la intensificación de la agricultura, debido a las altas extracciones 
de este nutriente por parte de los cultivos y como consecuencia su constante agotamiento en el suelo, 
además, en general solo un reducido número de productores suele aplicar alguna fuente de fertilizante con 
este elemento. 
 
 
 
Exudación radicular de compuestos orgánicos en algodón, 
trigo y manzana con bajo suministro de Zn (-Zn) y suficiente 
suministro de Zn (+Zn). FUENTE: Cakmak and Marschner, 
1988, J. Plant Physiol. 
 
La deficiencia de Zn vuelve a las plantas altamente sensibles 
a la alta intensidad de luz y al calor. (Cakmak, 2014) 
 
 
 
Funciones del Zn en las plantas 
Una de las funciones más reconocidas del Zn está relacionada con su impacto en el correcto funcionamiento y 
estabilidad estructural de muchas proteínas, donde cerca del 10 % de ellas necesitan a este elemento (2,800 
proteínas aproximadamente) para desarrollar acciones reguladoras, catalíticas y estructurales. Por lo tanto, la 
integridad estructural y funcional de las membranas biológicas depende de una cantidad suficiente de Zn. 
Es fundamental tener una disponibilidad continua 
de Zn en la zona de raíces durante el crecimiento 
de las plantas, para que actúe sobre las 
membranas de las células radicales, de no ser así, 
éstas pierden su estabilidad y se vuelven 
permeables. Como consecuencia de estos 
trastornos estructurales en las membranas, las 
raíces siendo permeables exudan varios 
compuestos ricos en carbono (por ejemplo, 
azucares y aminoácidos) desde las raíces al suelo, 
que alimentan a los patógenos, y por ende, existe 
mayor susceptibilidad al ataque de estos 
organismos. Por esta razón, un adecuado aporte 
de Zn permite controlar la exudación de estos 
compuestos, y en consecuencia la infección de 
raíces por patógenos se reduce drásticamente. 
El Zn es esencial en los sistemas de defensa de 
las células en contra de los radicales libres 
altamente tóxicos, ya que ofrece protección 
frente al daño foto-oxidativo. Las plantas que 
se desarrollan en condiciones de deficiencia de 
Zn no son capaces de utilizar toda la energía 
luminosa absorbida durante el proceso de 
fotosíntesis, lo que genera un exceso de esta 
energía en las células de las hojas, generando 
radicales libres de oxígeno, sumamente 
peligrosos que dañan la clorofila y los lípidos, dando lugar a un rápido desarrollo de clorosis y necrosis, sobre 
todo en días largos y con alta luminosidad. Lo anterior se debe a que una de las enzimas clave que ayuda a 
desintoxicar a la planta de radicales libres de oxígeno, la superóxido dismutasa, es sumamente dependiente 
Tratamiento Aminoácidos Azúcares Fenólicos 
 µg.g-1 de raíz 6h-1 
 Algodón 
-Zn 165 751 161 
+Zn 48 375 117 
 Trigo 
-Zn 48 615 80 
+Zn 21 315 34 
 Manzana 
-Zn 55 823 350 
+Zn 12 275 103 
 
 
 
 
 
del Zn, y la falta de este nutriente provoca mayor susceptibilidad de las plantas a la alta intensidad de la luz. 
Por ejemplo, la clorosis por deficiencia de Zn en cítricos se presenta sobre todo del lado donde les da el sol a 
los árboles. Una planta con un nivel adecuado de Zn genera mayor tolerancia a los factores de estrés 
ambientales, por ejemplo, el estrés por sequía. 
Existe evidencia de que el Zn también participa en la biosíntesis del ácido indolacético (AIA), así como en su 
protección al ataque oxidativo por radicales libres. El AIA es una fitohormona y se requiere esencialmente para 
el crecimiento y elongación de la célula. La elongación de los brotes y la expansión de las hojas están reguladas 
por las auxinas, donde el Zn tiene influencia, ya que participa en la síntesis del aminoácido triptófano, el cual 
es un precursor del AIA. La reducción en la elongación de los brotes de crecimiento y la formación de hojuelas 
son síntomas característicos de la deficiencia de Zn. Por lo tanto, un reducido crecimiento de la planta y de las 
hojas es consecuencia de deficiencias severas de Zn, misma que se atribuye probablemente a bajos niveles de 
auxinas en la planta. 
Otra función del Zn, no menos importante, es el rol que juega para llevar a cabo una adecuada polinización y 
viabilidad del polen, lo que en términos prácticos significa una adecuada formación de semillas. Los granos de 
polen tienen una alta demanda de Zn, donde se pueden encontrar hasta 80 mg de Zn.Kg-1 de polen, mientras 
que las hojas con un adecuado nivel de Zn contienen aproximadamente 30 mg de Zn.Kg-1. De acuerdo a lo 
anterior, los efectos de la deficiencia de Zn son más perjudiciales en el rendimiento del grano que en el 
desarrollo vegetativo. También es posible que una planta esté sometida a una deficiencia de Zn sin que 
presente síntomas visibles en las hojas, a lo que se denomina “deficiencia oculta de zinc”, sin embargo, los 
rendimientos se ven fuertemente afectados, hasta en un 20 % sin síntomas aparentes. 
 
 
Suministro 
de Zn 
Peso seco del brote de 
crecimiento (g/planta) 
Rendimiento de 
granos (g/planta) 
Viabilidad del 
polen (%) 
Concentración de Zn en 
el polen (mg/kg) 
Suficiente 74 70 85 75 
Deficiente 67 18 20 27 
 
Síntomas de deficiencia de Zn en las plantas 
Uno de los primeros síntomas de deficiencia de Zn es la presencia de plantas pequeñas que resultan de una 
escasez de reguladores de crecimiento. En general, los síntomas de deficiencia de Zn pueden incluir: plantas 
pequeñas, áreas de color verde claro entre las nervaduras de las hojas nuevas, hojas pequeñas, entrenudos 
cortos. En el cultivo de maíz y sorgo se manifiesta en forma de bandas anchas de color blanco a cada lado de la 
Efecto del suministro de Zn en el crecimiento, rendimiento de granos, viabilidad de polen y concentración del Zn en 
el polende plantas de maíz. FUENTE: Sharma et al., Plant Soil 124, 221-226; 1990. 
 
 
 
Reportes de deficiencia de Zn en humanos. FUENTE: Black 
et al., 2008. 
 
 
 
nervadura central en las hojas jóvenes. En el cultivo del trigo las 
deficiencias provocan manchas necróticas de color café. En el 
arroz, cuando la deficiencia inicia se aprecian puntos de color 
rojizo en las hojas, posteriormente se aprecian manchas más 
grandes de este color. 
La deficiencia de Zinc en las personas 
Hoy en día en el mundo existen cerca de 2 mil millones de 
personas que están afectadas por la deficiencia de este nutriente 
y es un problema sumamente importante en los niños, 
especialmente en las zonas rurales. Lo anterior se debe a que el 
Zn tiene funciones bioquímicas, inmunológicas y clínicas en el 
desarrollo humano. Los principales efectos en la salud provocados 
por la deficiencia de Zn son: disminución del crecimiento, 
afectación al sistema inmunológico y el desarrollo neurológico, aumento de riesgo en partos prematuros, 
aumento de los riesgos de sufrir diarrea, enfermedades respiratorias y mortalidad, especialmente en la 
población infantil. 
Las causas de la deficiencia de Zn en las personas 
se debe principalmente a su baja ingesta en la 
dieta, ya que en muchos países en desarrollo, los 
cereales contribuyen con casi el 75 % de la ingesta 
diaria de calorías, y estos particularmente tienen 
bajos contenidos de este nutriente, además de que 
casi el 50 % de los suelos destinados a la 
agricultura tienen algún grado de deficiencia de 
este elemento. 
Las soluciones para erradicar las deficiencias de Zn 
en la dieta de las personas son: suplementos de 
este nutriente, a través de pastillas; fortificación de 
los alimentos; diversificar la dieta; y, biofortificar 
los cultivos agrícolas a través de la aplicación de fertilizantes con Zn y el fitomejoramiento. Cabe destacar que 
la población infantil requiere de 10 a 15 mg de Zn diariamente y que el cuerpo humano no puede sintetizar 
este elemento, por lo que se requiere ingerirlo mediante los alimentos. 
 
Deficiencia de Zn en el cultivo de maíz 
donde puede observarse bandas anchas 
de color blanco a cada lado de la 
nervadura central. 
Bajo 
Medio 
Alto 
 
 
 
 
De las posibles soluciones mencionadas anteriormente, la más viable a corto plazo es la fertilización de los 
cultivos con Zn, esto daría como resultados corregir la deficiencia en la planta, aumentar en el contenido en 
grano, incrementar los rendimientos y las utilidades de los agricultores. Los fertilizantes con Zn que se 
recomiendan aplicar deben ser hidrosolubles, tanto en suelos ácidos como alcalinos, y en aplicaciones foliares 
se debe realizar una aplicación de este nutriente después de la floración, lo que provoca un incremento del 
contenido de este nutriente en el endospermo del grano, mejorando su rendimiento y calidad nutrimental. 
Al garantizar un suministro adecuado de zinc en los cultivos, se aumenta la productividad, la seguridad 
alimentaria y la calidad nutricional, que traen importantes beneficios para la salud, así como beneficios 
sociales y económicos. 
Fuente: 
Cakmak, I. V. 2014. ¿Por qué las plantas necesitan zinc? 3er. Congreso Internacional de Nutrición y Fisiología 
Vegetal Aplicadas. INTAGRI. Guadalajara, Jalisco, México.