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Nutrición Mineral en Plantas
Material para uso exclusivo del
curso de Introducción a la
Fisiología Vegetal de la Escuela
de Biología, Universidad de
Costa Rica.
Elementos esenciales para las plantas
1. Un elemento es esencial si su deficiencia impide que la planta
complete su ciclo vital.
2. Para que un elemento sea esencial, este
reemplazar por otro con propiedades similares.
no se puede
3. El elemento debe ser parte de una estructura o participar en el
metabolismo de la planta.
Es decir: Un elemento es esencial si la planta lo requiere para su
desarrollo normal y que pueda completar su ciclo de vida .
Elementos esenciales más abundantes
ELEMENTO
FORMA REQUERIDA
CONCENTRACIÓN
EN TEJIDO
HIDROGENO
H20
6%
OXIGENO
O 2 , H2 0
45 %
CARBONO
CO2
45 %
MACRONUTRIMENTOS
Elemento
Forma de
absorción
Movilidad
NITRÓGENO
NO3, NH4, UREA
MÓVIL
POTASIO
K+
MÓVIL
CALCIO
Ca+2
INMÓVIL
MAGNESIO
Mg+2
MÓVIL
FÓSFORO
H2PO4-,HPO4
MÓVIL
AZUFRE
SO4-
INMÓVIL
SILICIO
si
MICRONUTRIMENTOS
Elemento
Forma de
absorción
Movilidad
CLORO
Cl-
MÓVIL
HIERRO
Fe+2, Fe+3
INMÓVIL
BORO
H3BO3-
INMÓVIL
MANGANESO
Mn+2
MÓVILINMÓVIL
COBRE
Cu+, Cu+2
INMÓVIL
ZINC
Zn+2
MOVIL
MOLIBDENO
MoO4
MÓVIL
NICKEL
SODIO
Ni+2
Dudoso
Móvil
Na
Elementos beneficiosos
Su deficiencia no parece ser tan crítica pero si se aplican a ciertos
cultivos o plantas proveen muchos beneficios, aunque no se
sabe porqué
Aluminio
Cobalto
Yodo
Vanadio
Selenio
GRUPO
FUNCION GENERAL
GRUPO 1:
N, P
Son parte de compuestos carbonados
GRUPO 2:
P, Si, B
Son importantes en el almacenamiento de
energía o integridad estructural
GRUPO 3:
K, Ca, Mg, Cl, Zn, Na
Permanecen en forma iónica
GRUPO 4:
Fe, Mn, Cu, Ni, Mo
Involucrados en reacciones redox.
ALGUNAS FUNCIONES
Elemento
Función
NITRÓGENO
Estructural, aminoácidos, proteínas, ácidos
nucleícos,
POTASIO
Control osmótico, activador enzimático,
CALCIO
Pared celular, división celular, funcionalidad de
membranas, mensajero secundario (calmodulina).
MAGNESIO
Clorofila, activador enzimas, estabilización y unión
de ribosomas,
FÓSFORO
Estructural, membranas, nucleótidos,
transcripción génica
AZUFRE
Sulfolípidos, heteropolisacáridos, aminoácidos,
´síntesis y degradación de ácidos grasos,
fitoquelatinas.
Elemento
Función
CLORO
Soluto, control de pH, fotólisis de agua.
HIERRO
Ferredoxina, ferritina, hemoproteínas (citocromos, catalasas,
peroxidasas),sulfoproteínas (une a cistina), nitrito reductasa, sulfito
reductasa.
BORO
Parte de paredes celulares, división y crecimiento celular,
germinación
MANGANESO
Activador enzimas: fotosistema II, isoenzimas de mitocondrias,
cloroplastos y peroxisomas, ciclo Krebs, arginasas, enzima málica
dependiente NAD.
COBRE
Plastocianina, citocromo oxidasa, participación en varias enzimas
de oxidoreducción, fenolasas, biosíntesis lignina.
ZINC
Síntesis AIA (àsintesis triptófano), deshidrogenasas, anhidrasa
carbónicas, estabilidad de ribosomas, ARN polimerasas
MOLIBDENO
Activa nitrato reductasa, parte de la nitrogenasa, degradación
bases púricas, síntesis ABA.
NICKEL
Parte de la ureasa, síntesis bases nitrogenadas.
Nivel óptimo del nutriente
Formas de obtener los elementos
i- Absorbidos por la raíz: elementos se pueden absober
diferencialmente según la zona de la raíz.
ii- Con la ayuda de asociaciones simbiótica con hongos
y bacterias (P y N).
iii- Por la vía foliar o aérea.
iv- Por carnivoría.
Los nutrientes llegan a la raíz por tres vías
Movimiento de iones
 Flujo de masa: los nutrientes
se mueven en la solución del
suelo hacia las raíces por la
corriente de la transpiración.
 Difusión: según el gradiente de
concentraciones.
 Intercepción: las raíces
interceptan los iones al crecer
hacia las zonas donde están los
nutrientes
FLUJO DE MASA: N, Ca, Mg, S, B, Cu, Mo, Mn, (Fe)
DIFUSION: P, K (Fe)
INTERCEPCION RADICAL: Fe, Ca
ABSORCION DE NUTRIENTES
•
– Típico de nutrientes con flujo masivo. Entran a la
planta con el agua
– Movimiento a través de la membrana por
diferencia de concentraciones (a favor del
gradiente de concentraciones)
ABSORCION DE NUTRIENTES
•
transporte de minerales
– Ocurre a través de la membrana en contra
del gradiente de concentraciones
– Requiere energía para “bombear” a los
iones hacia dentro de la celula.
– Puede ser primario o secundario.
Disponibilidad de nutrimentos en suelo según pH
(para corrección de deficiencias)
INTERACCION ENTRE NUTRIENTES
Sinergismo Ca x B
 El boro mejora la capacidad de la planta para usar
el calcio.
 Si el nivel de boro en una planta es bajo, ésta no
podrá utilizar completamente el calcio.
INTERACCION ENTRE NUTRIENTES
 Antagonismo P x Zn
 El exceso de P impide la absorcion y la capacidad de la planta de
absorber Zn.
 Sinergia negativa Ca x Fe
SINTÓMAS VISUALES DE DEFICIENCIA
NUTRICIONAL
DEFICIENCIAS DE NUTRIENTES
• Nutrientes móviles:
• Nutrientes inmóviles:
• Los síntomas se muestran en las
hojas maduras (ya que la planta
trasloca los nutrientes hacia las
zonas de nuevo crecimiento)
• Los síntomas se muestran en las
hojas más nuevas (ya que la planta
no puede mover dichos con
rapidez nutrientes)
DEFICIENCIAS DE NUTRIENTES
Hojas viejas
Hojas nuevas
Hojas nuevas y viejas
Terminal buds
N, P, K, Mg, Mo
S, Fe, Mn, Cu
Zn
Ca, B
Manchas
necroticas
Sin manchas
necroticas
Nervaduras
verdes
Nervaduras
amarillas
K, Mo
N, P, Mg
Fe, Mn
S, Cu
Nervaduras
verdes
Nervaduras
amarillas
Mg
N
Deficiencia de Nitrógeno
Deficiencia de fósforo
Deficiencia de potasio
Deficiencia calcio
Deficiencia de Hierro
Deficiencia de manganeso
Deficiencia de Zinc
Deficiencia de cobre
Asimilación del Nitrógeno
La raíz debe reducir el NO3 y así usarlo en las
proteínas y otras sustancias.
¿Cómo?
1- Participación de la enzima nitrato reductasa
NO3 → NO2
Es una enzima citosólica que requiere NADPH o NADH
Es la principal enzima que contiene molibdeno.
Si hay poco nitrato casi todo se reduce en la raíz, pero si hay
mucho y la raíz no da abasto, se transloca a otros sitios como
la hoja.
Su actividad es regulada por la cantidad de sustrato, la luz y
los carbohidratos.
2- Reducción del nitrito por la nitrito reductasa:
NO2 → NH4
Esta enzima se localiza en los plastidios de las hojas o raíces.
Requiere ferredoxina, la cual proviene de los cloroplastos o de la vía
de las pentosas.
Los excesos de amonio las plantas los pueden guardar en la
vacuola, para de esa manera reducir el riesgo de toxicidad
3- Asimilación del amonio
Dos enzimas transforman el amonio:
1- glutamino sintetasa
2- glutamato sintetasa.
Glutamino sintetasa
Cataliza la siguiente reacción:
Glutamato + NH4 + ATP  Glutamina + ADP + Pi
• Esta enzima que hidroliza ATP requiere como cofactores al Mg, Mn
y Co.
• Contiene 8 subunidades muy similares y de ella se conocen dos
tipos: una citoplasmática y la otra en los plastidios de la raíz o del
vástago.
La glutamato sintetasa
(llamada también glutamina 2 oxoglutarato amino transferasa),
Transfiere el grupo amida de la glutamina a 2
oxoglutarato para producir glutamato:
Glutamina + 2 Oxoglutarato + NADH+H (o Ferredoxina) 
2 Glutamatos + NAD (o Ferredoxina oxidada).
Su actividad se incrementa cuando existe mucha
glutamina en los plastidios.
La glutamato sintetasa
Existen dos tipos según el donador de H:
1- La que usa NADH, la cual está en los plastidios
de tejidos no fotosintéticos.
2- La que usa ferredoxina, que actúa en los
cloroplastos.
4. Glutamato deshidrogenasa
Existen dos formas:
1- Dependiente de NADH, que se localiza en mitocondrias
2- Dependiente de NADPH, en cloroplastos.
Reacciones de transaminación
Cuando el nitrógeno se tiene como glutamina, una serie
de reacciones de transaminación se llevan a cabo para
sintetizar otros aminoácidos, lo cual es efectuado por las
aminotransferasas, de las que hay varios tipos, tal como
la aspartato aminotransferasa:
• Glutamato + oxalacetato 
• aspartato + 2-oxoglutarato.
Transaminación
Transporte y almacenamiento de nitrógeno
La forma para transportar y guardar fuentes de aminoácidos
es la asparragina (primer aminoácido que se aisló y eso fue
del espárrago).
Para producir asparragina existe una enzima en el citosol,
llamada asparragina sintetasa que efectua la siguiente
reacción:
Glutamina + Aspartato + ATP 
Asparragina + Glutamato + AMP + ppi.
ASIMILACION DE AZUFRE
• El azufre debe ser reducido por diversos
procesos en las hojas se incorpora a cisteína.
• Cisteina produce luego metionina en los
platidios.
ASIMILACION DE FOSFATO
La mayor parte del fosfato asimilado es usado para
incorporarlo en ATP, ácidos nucleicos, fosfolípidos.
Así, una forma de incorporar fosfato inorgánico se presenta
en la glucólisis en el paso siguiente:
Gliceraldehido 3P  1,3 difosfoglicérico
Catalizado por la gliceraldehido 3P deshidrogenasa.
Asimilación de Oxígeno
El 90 % es asimilado vía respiración
A través del agua que se incorpora a compuestos
orgánicos
A través de la incorporación de oxígeno molecular que
por acción de oxigenasas se añade directamente a las
moléculas orgánicas. Aquí está la vía de la
fotorrespiración con participacion de RUBISCO
Asimilación de cationes
El cultivo sin suelo
CULTIVO HIDROPÓNICO
Métodos de estudio de la nutrición mineral
Fórmula de la solución nutritiva de Hoagland
Solución nutritiva de Knop
Solución nutritiva de Sachs
Sustancia
Concentración mM
KN03
9,9
Ca3(PO4)2
1,6
MgSO4.7H2O
2
CaSO4
3,7
NaCl
4,3
FeSO4
Trazas