Factores que afectan positivamentea la disponibilidad del zinc para laplanta

Variedad tolerante

1111" .41to contenido enZn total

* ácido-neutro

* Aplicaciones de

abonos de origenanimal

Factores que inhiben ladisponibilidad del zinc parala planta

Variedad no tolerante

" Bajo contenido enZn total

* Alto pH

* Altas cantidades defósforo

* Alto contenido ensales

Figura 1.FACTORES QUE AFECTAN A LA DISPONIBILIDAD Y LA INHIBICIÓN DE LADISPONIBILIDAD DEL ZINC EN LA PLANTA.

cultivos zinc

1 efiniencia de zinren los cultivos y correctores decarencia del micronutriente

Concentraciones críticas del micronutriente e interpretación de análisis de suelo y planta

Una gran cantidad de cultivos están afectados por ladeficiencia de zinc, siendo algunos de ellos los siguientes:cereales, cultivos forrajeros, leguminosas, arbustos, frutales,algodón y tabaco. Debido a esta deficiencia, pueden tenerlugar pérdidas de un 30% en la producción de cereales degrano como el maíz, trigo y arroz, sin la aparición desíntomas visibles de estrés en la planta. Las deficienciasmás acusadas, manifestadas con síntomas en las hojas,pueden provocar mayores pérdidas en los cultivos, e inclusopueden llevar a la pérdida total de los mismos.

P. Almendros, M. I. Rico, L. M. López-Valdivia y J. M. Álvarez.Dpto. Química y Análisis Agrícola. ETS! Agrónomos. Universidad Politécnica de Madrid.

E

I zinc (Zn) es un elementoesencial para el crecimien-to, desarrollo y reproduc-ción de las plantas, anima-

les y humanos, que lo precisanen pequeñas cantidades. Porello, se le denomina elementotraza esencial, microelemento omicronutriente.

En situaciones en las queexisten cantidades óptimas delos nutrientes N, P y K, y las ne-cesidades de agua son satisfac-torias para las plantas, un culti-vo no alcanzará ni el máximo ren-dimiento ni la calidad óptima siel suministro de zinc es inade-cuado.

Importancia delzinc y sensibilidadde los cultivos

La deficiencia de zinc es elmás extendido de todos los pro-blemas de deficiencia de micro-nutrientes en los cultivos. Provo-ca pérdida de rendimiento y da-

ños en los productos, disminu-yendo la calidad de los mismos(Alloway, 2007). Frecuentemen-te los daños en los cultivos debi-dos a las deficiencias de zinc seatribuyen a otras causas, comosequedad o escasez de N o P

El ganado y las personastambién requieren un suministroadecuado de zinc, pero alrede-dor de un tercio de la poblaciónhumana del mundo (> 2 . 109 ) seencuentra en riesgo de deficien-cia de zinc.

La Organización Mundial dela Salud atribuye 800.000 muer-tes en el mundo cada año a estaausencia de zinc y señala que lacarencia está en gran parte rela-cionada con deficiencias en laingesta o absorción del zinc dela dieta (IZA, 2007).

En la planta, el zinc tiene im-portancia en la fisiología, el me-tabolismo y la reproducción: ac-túa como regulador de un grannumero de enzimas, ejerce unpapel fisiológico en la estructura

y función de las membranas bio-lógicas, tiene gran importanciaen la fotosíntesis y actúa sobreenzimas involucradas en el me-tabolismo de la planta, regula-ción del crecimiento y en la re-producción.

Todos los cultivos son sus-ceptibles a la deficiencia de zinc,pero las especies presentan di-ferencias considerables en sutolerancia a niveles bajos de su-ministro de micronutriente.Como se muestra en el cuadro 1,

los cultivos tienen diferentesrespuestas a la fertilización dezinc en suelos deficientes (Loué,1988; Martens and Wester-mann, 1991).

Por otra parte, todas las es-pecies de cultivos muestran di-ferencias entre cultivares en fun-ción de la tolerancia a los sueloscon bajos contenidos de zinc.Los cultivos más eficientes sonaquellos que pueden utilizareste micronutriente más eficien-temente que el resto.

12/Vida Rural/1 de diciembre 2008

Cuadro 1.Sensibilidad relativa a la deficiencia de zinc endiferentes cultivos.

Alta loe Media Baja

Cebada

LechugaPatataSoja

Remolacha y remolacha de mesaTomate

Cebolla *Césped *Trébol *Arroz *

Algodón *

Peral

Cerezo

Alfalfa

ZanahoriaAvena

GuisanteCenteno

TrigoGramíneas

Césped *Trébol *

Espárrago

Figura 2 ,PAÍSES CUYOS SUELOS PRESENTAN DEFICIENCIA DE ZINC.

* Dependiendo de las condiciones del cultivo y variedades, la respuesta de ciertoscultivos pueden variar: algodón, cebolla y arroz, sensibilidad de alta a media; césped ytrébol, sensibilidad de media a baja.

Judía

CítricosLino

ManzanoMelocotonero

UvaCebolla *

Maíz y maíz dulceSorgo

Arroz *Algodón *

Ricino

I Suelos deficientesen zinc

Aunque los factores del geno-tipo son importantes para deter-minar la tolerancia o susceptibi-lidad de un cultivar a la deficien-cia de zinc, es el factor suelo elresponsable del suministro dezinc disponible para la planta.

En general, los suelos quetienen asociados problemas dedeficiencia de zinc tienen unabaja cantidad de zinc biodisponi-ble para la planta, que en mu-chos casos coincide con unacantidad de micronutriente totalbaja (figura 1). La deficiencia sedebe fundamentalmente a una ovarias de las características si-guientes:

• Suelos con un pH superiora 7,4 (pueden existir deficien-cias en suelos con pH superior a6,5). En estos casos el zinc seencuentra en formas no disponi-bles para la planta.

• Altos contenidos de carbo-nato cálcico en la parte superfi-cial del suelo (suelos calcáreos),o en zonas más profundas que,debido al movimiento a que seha visto sometido el suelo o a laerosión, pueden ser expuestasen la parte superficial.

• Textura gruesa (suelos are-nosos) con bajo contenido enmateria orgánica.

• Suelos anegados o con unalto contenido de humedad.

LA DEFICIENCIA DE ZINCES EL MÁS EXTENDIDODE TODOS LOSPROBLEMAS DEDEFICIENCIA DEMICRONUTRIENTESEN LOS CULTIVOS.Provoca pérdida derendimiento y daños enlos productos,disminuyendo la calidadde los mismos (Alloway,2007). Frecuentementelos daños en los cultivosdebidos a las deficienciasde zinc se atribuyen aotras causas,como sequedad oescasez de N o P

suelos ya menudo éstas se loca-lizan en regiones áridas y semiá-ridas. Un estudio realizado por laFAO muestra que es la mayor de-ficiencia de micronutrientes y queafecta a grandes extensiones desuelos, particularmente en Asia,África, Oriente Medio, Australia yEstados Unidos, aunque tambiénse dan en otros lugares. En la fi-

gura 2 se indican hasta un totalde 49 países en los cuales estáconstatada la existencia de esteproblema (Alloway, 2004).

En áreas en las que no exis-ten antecedentes de deficienciade zinc, los síntomas pueden, ysuelen, estar confundidos con losde otros micronutrientes, como elhierro, cobre o manganeso, porello es necesario realizar un aná-lisis de suelo y de la planta queidentifiquen el micronutriente de-ficiente.

Concentracionescríticas demicronutriente enanálisis de suelo

La manera más fiable y apli-cada para evaluar el zinc disponi-ble para la planta es el análisis depequeñas muestras representati-vas del suelo. Los análisis se ba-san en la extracción del zinc delsuelo y su medida en el extracto.Algunos de los reactivos más uti-lizados para extraer del suelo lafase o forma de zinc llamada dis-ponible o biodisponible, se en-cuentran en el cuadro II, siendoel más empleado el reactivoDTPA-TEA. La interpretación con-junta de los análisis de suelo, asícomo los realizados en las plan-

• Gran cantidad de fósforoen el suelo.

• Aplicaciones de turba oabonos orgánicos en suelos conbajos contenidos en zinc.

• Aplicaciones en el suelo oen el agua de irrigación de gran-des concentraciones de magne-sio y/o bicarbonato.

• Material parental altamen-te degradado o suelos ácidospoco desarrollados.

La carencia de zinc está aso-ciada a grandes extensiones de

1 de diciembre 2008/Vida Rural/13

Ácido dietilentriaminopentacético(DTPA), trietanolamina ycloruro de calcio (5 mMDTPA + 0,1 M TEA + 0,01M CaCl2 , pH 7,3)

DTPA Todos los(DTPA-TEA) cultivos

Maíze, Trigo

ArrozTrébol subterráneo

líe0,1-2,0

0,600,650,5-2,00,13

Reactivos

—ENW" Nombre Cultivo

Concentraciónutilizados Método crítica

Ácido clorhídrico conácido sulfúrico (0,05 M HCI +0,0125 H2SO4) MEHLICH 1 Arroz

0,5-3,0

CuadroReactivos utilizados para el análisis del zinc disponible en lossuelos. Cultivos y concentraciones críticas expresadas en mgZn/kg suelo seco.

Ácido clorhídrico (0,1 M HCI) HCI Todos los cultivos 1,0-5,0Arroz 2,0

Figura 3.RELACIÓN DEL RENDIMIENTO O CRECIMIENTO DE LOS CULTIVOS CON LACONCENTRACIÓN DE MICRONUTRIENTES EN EL TEJIDO DE LAS PLANTAS.

g'au=-o2CL

oo

.-geEcc

Rango de normalidad Principio de toxicidad

Rango de toxicidadDeficiencia mode rada (posible exceso)(subcarecia)

Deficiencia grave

Carencia

Concentración de micronutrientes en el tejido de las plantas (materia seca)

n113111.11n11M.,

Foto 1. Síntomas de deficiencia de zinc en plantas de maíz (Rehm and Schmitt, 2002).

cultivos zinc

MEHLICH 3 Todos los cultivos 1,8(suelos calizos)

Ácido acético, fluoruro deamonio, ácido nítrico, ácidoetilendiaminotetraacético(EDTA) y nitrato de amonio(0,2 M CH 3 COOH + 0,25 MNH4F + 0,013 M HNO3+ 1 mM EDTA)

tas, determinan las respuestas alos fertilizantes de zinc en distin-tos tipos de cultivos y suelos. Enel cuadro II se muestran asimis-mo algunos valores de concentra-ciones críticas de zinc, usadaspara diferentes cultivos realiza-dos en varios países.

Además de los métodos indi-cados, existen otros como sonlos propuestos por el BCR, dondelos extractantes son EDTA 0,05M a pH 7,0 y CH 3CO0H 0,43 Msin tamponar (Ure, 1996). Re-cientemente han comenzado aemplearse métodos de extrac-ción que simulan las condicionesde la rizosfera. Así, uno de los quetiene más aceptación, es el queutiliza una mezcla de ácidos orgá-nicos débiles compuesta de áci-do acético, láctico, cítrico, málicoy fórmico, en proporción4:2:1:1:1 (Feng et a!. 2001).

I Análisis de la planta:efectos de ladeficiencia de zinc

La concentración de un mi-cronutriente en la planta debeser el adecuado, ya que si no sellega a esta concentración existi-

LAS DEFICIENCIAS DEZINC PUEDENDIAGNOSTICARSE EN LAPLANTA por medio deanálisis visuales pero,desgraciadamente, enmuchos de los casos enque los síntomas sonapreciables, la deficienciaen zinc ya ha afectado deforma significativa alcultivo, por lo que esdemasiado tarde paratratarlo, lo que implicapérdidas en elrendimiento y en lacalidad del mismo

El contenido de micronutrien-te produce el mayor rendimientopara la planta en el rango de nor-malidad, donde un aumento delas concentraciones aportadasno supone un aumento del rendi-miento, ya que este factor no es

el factor limitante en este rango.Si siguen aumentando las con-centraciones, se puede provocarla toxicidad de la planta, con elconsiguiente descenso en la pro-ducción de los cultivos.

Las deficiencias de zinc pue-den diagnosticarse en la plantapor medio de análisis visualespero, desgraciadamente, en mu-chos de los casos en que los sín-tomas son apreciables, la defi-ciencia en zinc ya ha afectado deforma significativa al cultivo, porlo que es demasiado tarde paratratarlo, lo que implica pérdidasen el rendimiento y en la calidaddel mismo. Por otro lado, si elanálisis visual está bien realiza-do, podría ser de gran ayuda paraefectuar el tratamiento adecua-do para las posteriores cose-chas.

Los síntomas característicosde la deficiencia de zinc incluyenclorosis intervenal y brote blancoen maíz; marchitamiento, cloro-sis basal de las hojas y broncea-do en las hojas de arroz; colora-ción de verde claro a blanco clo-rótico y vetas necróticas en hojasrá una deficiencia, lo que provo-

cará una disminución del rendi-miento y calidad del cultivo. Lomismo sucederá si la concentra-ción presente de micronutrienteen la planta es superior a la ópti-ma. Si se consideran los facto-res concentración de zinc y rendi-miento o producción de la planta,se obtiene una curva como la re-presentada en la figura 3, dondese observan varias zonas dife-renciadas: zona de carencia, de-ficiencia grave, deficiencia mode-rada o subcarencia, normalidad ytoxicidad.

1EIRIMIr

DTPA y bicarbonato de amonio(5 mM DTPA + 1 M NH 4 NO 3 , DTPA-AB Todos los cultivos 0,5-1,2pH 7,6)

111

Recopilado de: Sims and Johnson, 1991; Brennan et al, 1993; Srivastava and Gupta, 1996; ColoradoStute University, 2001; Doberman und Fairhurst, 2000; Fagiera et al, 2003.

14/Vida Rural/1 de diciembre 2008

Principales compuestos inorgánicos y orgánicos usados comofertilizantes de zinc.

Compuestosg-

Fórmula Conc. Zn (%)

Compuestos inorgánicos

Sulfato de zinc monohidratado ZnSO4.H20 36-37Sulfato de zinc heptahidratado ZnSO4.7H20 22-23Oxisulfato de zinc x2nSO4.xZnO 20-50Sulfato de zinc básico ZnSO4.4Zn(OH)2 55Sulfato de zinc amoniacal Zn(NH3)4SO4 10Óxido de zinc ZnO 50-80Nitrato de zinc Zn(NO3)2.3H20 23Cloruro de zinc ZnCl2 50Carbonato de zinc ZnCO3 50-56

Compuestos orgánicos

EDTA de zinc disódico Na2ZnEDTA 8-14EDTA de zinc sódico NaZnEDTA 9-13HEDTA de zinc sódico NaZnHEDTA 6-10Poliflavonoide de zinc 5-10Lignosulfonato de zinc 5-8

Martens and Westermann, 1991 Mortvedt and Gilkes, 1993; Srivastava and Gupta, 1996.

Especialidad en potasio con equilibrados contenidos de azufre y magnesio. Todoslos nutrientes están en forma de sulfatos, rápidamente asimilables en su totalidad.Beneficia notablemente rendimiento y calidad.Su uso en Agricultura Ecológica está autorizado según CEE 2092/91.

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jóvenes del trigo; y pequeñasmanchas cloróticas entre las ve-nas de las hojas de los cítricos.

Para diagnosticar un proble-ma de deficiencia, frecuente-mente, junto con los análisis desuelo, se realiza un análisis de lahoja, o de la planta entera, sobretodo en las primeras etapas deinvestigación. Otros análisis,como son los del grano, se efec-túan con posterioridad en etapasmás avanzadas del cultivo. Elanálisis de la planta tiene la ven-taja de que los factores que afec-tan la disponibilidad y captaciónde zinc han ejercido su efecto.Así, la concentración en las dife-rentes partes de la planta de-muestra la cantidad de microele-mento que ha sido movilizado altejido analizado. Sin embargo, hade tenerse en cuenta que lasconcentraciones son distintassegún el tejido analizado, varian-do también con la etapa de creci-miento.

Además del análisis de laconcentración total de micronu-

Cuadro III.

triente, existen otras formas devalorar el estado nutricional dezinc en las plantas, que presen-tan una serie de ventajas. Así,por ejemplo, para un cultivo de ju-

día, se ha obtenido una alta co-rrelación entre el zinc soluble enuna disolución acuosa del reacti-vo MES (ácido morfolino 1 mM,pH 6,0) y la concentración de

zinc total (figura 4) (experimen-tación realizada por Álvarez eta!.2007; Departamento de Quími-ca y Análisis Agrícola, ETSI Agró-nomos, Universidad Politécnicade Madrid; González et a!. 2007).

I Compuestos y dosisde zinc a aplicar

Cuando se diagnostica la de-ficiencia de zinc es necesario co-rregir el problema aplicando unfertilizante que contenga el mi-cronutriente. Los fertilizantes co-mercializados incluyen diferentescompuestos o fuentes de zinc,que varían considerablemente ensu efectividad y coste por unidadde micronutriente. Algunas de lasfuentes más habituales se mues-tran en el cuadro III.

En los últimos años se estáncomercializando nuevos fertili-zantes que contienen zinc com-plejado o quelado, presentandoen determinados casos una granefectividad relativa con respectoa otros fertilizantes. Algunos de

Zn-

HEDTA

10

Zn- Zn-

EDDHSA EDTA-

10 HEDTA

Control Zn-PHP

10

10

Tratamiento

Zn-S,S- Zn-EDTA

EDDS 10 10

70

2 602

so-En 40E

30N

20

o 10u

o

Figura 4.CONCENTRACIONES DE ZINC TOTAL Y ZINC SOLUBLE EN PLANTAS DE JUDÍACULTIVADAS EN UN SUELO CALIZO.

Foto 2. Deficiencia zinc en arroz. Fuente: www.spectrumanalytic.com .

Foto 3. Deficiencia zinc en naranjo. Fuente: www.actagro.com/index.php

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cultivos zinc

1

los agentes complejantes o que-antes utilizados más reciente-mente son los siguientes: ácidosglucónicos, ácidos fenólicos, ami-noácidos, polihidroxifenilcarboxi-latos, DTPA, SS-EDDS y EDDHSA(Uñan, 2007). Incluso también secomercializan mezclas de éstospara aumentar su efectividad endistintos tipos de aplicaciones.

Las prácticas de aplicaciónvarían ampliamente alrededor del

mundo, con respecto al tipo defertilizante usado, la dosis em-pleada y el modo de aplicación.Los métodos usados pueden sersatisfactorios para las cosechasy los suelos locales, pero la in-vestigación es necesaria para de-terminar los métodos más efi-cientes y rentables.

Por término medio, la dosisaplicada de los fertilizantes es de10 kg Zn/ha, aunque esta canti-

dad varía de 2,5 a 34 kg Zn/ha.Algunos estudios indican que losefectos residuales del micronu-triente aplicado pueden durar en-tre tres y veinte años, variandosegún la fuente de zinc aplicada.

Generalmente se reconoceque la efectividad de los fertili-zantes de zinc puede estar enprincipio determinada por su so-lubilidad en agua. Varios autoreshan determinado que, al menos,se requiere entre 40 y 50% de so-lubilidad de la fuente de zinc enagua. Por ejemplo, las fuentes dezinc Zn-EDTA (100% Zn soluble),lignosulfonato de zinc (91% Znsoluble) y sulfato de zinc (98% Znsoluble) presentan una eficaciapotencial muy alta para abaste-cer de zinc a las plantas, aunquedepende notablemente de la for-ma de aplicación.

Así, aunque la fuente Zn-EDTA

es utilizada para la aplicación fo-liar en la planta con una dosis de0,33 kg Zn/ha e, incluso, en ca-sos severos de deficiencia se re-pite la aplicación, según señalaWicks (2006), el Zn puede apli-carse foliarmente en forma de Znquelado (por ejemplo Zn-EDTA)pero no es tan eficiente o econó-mico como el ZnSO4. Por tanto,en este caso la fuente de origeninorgánico podrá subsanar mejorel problema de deficiencia.

Por otro lado, en las aplicacio-nes foliares es importante que ladosis empleada sea la indicadapara evitar una posible toxicidaden las hojas. •Bibliografía

Existe una amplia bibliografía a disposi-ción de nuestros lectores, que puedensolicitar a través del e-mail: redac-cion@eumedia.es

COSECHADORAS DE OCASIÓN