Como resultado del geotropismo, las raíces de las plantas se desarrollan en el suelo y crean en él un ambiente único, en el que suceden continua e instantáneamente numerosas reacciones químicas, fisicoquímicas y biológicas que determinan la capacidad del suelo para suplir las necesidades nutritivas de las plantas.
La dinámica de los procesos de absorción de agua y nutrimentos es influenciada por el comportamiento de las fases sólida, líquida y gaseosa en el suelo y es regida por leyes
termodinámicas, las que a su vez determinan la magnitud, intensidad, calidad y oportunidad del suministro de nutrimentos y del intercambio iónico en las interfaces suelo-solución-planta, procesos por medio de los cuales se nutren las plantas. En el Cuadro 1 se muestra la secuencia de
transformaciones que debe sufrir un elemento esencial hasta convertirse en nutrimento, así como los factores que afectan dichas transformaciones (Amézquita, 1991).
Para que un elemento nutritivo que se encuentra en el suelo pueda ser absorbido por la planta, es necesario que entre en contacto con la raíz. Este contacto se lleva a cabo mediante los fenómenos siguientes:
(1) interceptación por las raíces, (2) flujo de masa, y (3) difusión (Barber, 1984; Malavolta et al., 1989).
Figura 3. Probabilidad de caída de lluvia e intervalo de confianza (al 80%) de precipitación semanal en Carimagua (20 años de registro).
Precipitación (mm) Probabilidad L. superior L. inferior Probabilidad 400 300 200 100 0 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 Semana ▲ ▲
Figura 4. Probabilidad semanal de caída de lluvia en Carimagua (20 años de registro)
Probabilidad lluvia Probabilidad (> 25 mm)
1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 1.0 0.8 0.6 0.4 0
Cuadro 1. Factores que influyen en los procesos de nutrición de la planta y propiedades físicas en el suelo que lo afectan.
Fuente de Formas Contacto con la Toma y uso por la
nutrimentos disponibles superficie radicular planta
Materia orgánica C.I.C. Movimiento de los Presencia y
nutrimentos en solución disponibilidad Distribución de poros de nutrimentos
Textura Mineralización de Crecimiento radicular Potencial osmótico
materia orgánica de la raíz
Potencial de agua Humedad en el suelo Potencial de
humedad
Estructura Aireación Presión de oxígeno
Aireación Temperatura Temperatura
Temperatura Capacidad de reposición
Erosión Lixiviación Penetrabilidad Estructura Humedad Aireación Temperatura
En el proceso de interceptación, las raíces a medida que crecen encuentran el elemento en la solución del suelo y se ponen en contacto con él. En el proceso de flujo de masas, el nutrimento se traslada en la fase acuosa o solución del suelo obedeciendo a gradientes de potencial hidráulico entre capacidad de campo y punto de marchitez, que son creados por el proceso de
evapotranspiración. Mediante el proceso de difusión, el elemento se mueve en distancias muy cortas dentro de una fase acuosa estacionaria, cambiando de una región de alta concentración a otra de baja concentración muy cercana a la superficie de la raíz; existiendo, además, una relación estrecha entre estos procesos y la distribución de tamaño de poros. La interceptación ocurre fundamentalmente por los macroporos, el flujo de masa por los mesoporos y la difusión por los microporos (Figura 5) (Amézquita, 1994; Greenland, 1979).
La absorción de agua y
nutrimentos, y su posterior transporte dentro de la planta, dependen de la presencia de agua suficiente en el suelo
que garantice la normal transpiración, y de la suplementación suficiente y oportuna de nutrimentos a la planta, tanto en cantidad como en calidad.
Normalmente bajo condiciones en el campo, las exigencias de transporte oportuno de agua dentro del sistema suelo-planta-atmósfera no se cumplen (Reichardt, 1985). En estos casos, la transpiración, que debe equilibrar la demanda de la evaporación ambiental, es limitada por la capacidad de almacenamiento de agua en el suelo debido, entre otras causas, a la disminución en la conductividad hidráulica de éste a medida que disminuye la humedad almacenada, la distribución de las raíces, la
permeabilidad de éstas y la capacidad conductiva de agua por las plantas, la contracción de las raíces cuando la demanda es excesiva y el suelo no está en capacidad de conducir el agua a las velocidades requeridas. Todos estos factores dentro de un esquema de manejo productivo de suelos, deben ser comprendidos y optimizados mediante prácticas de manejo oportunas y bien enfocadas.
La suplementación adecuada y oportuna de nutrimentos en cantidad y calidad también puede ser limitada por factores como: la baja disponibilidad de nutrimentos, la ausencia de alguno o algunos de ellos, la baja solubilidad, el antagonismo iónico, el bajo contenido de humedad, la deficiencia en la distribución de las raíces, y la baja capacidad de aireación en el suelo. Los planteamientos anteriores muestran que para nutrir
adecuadamente una planta se deben considerar tanto los factores
climatológicos como los edafológicos. En estos últimos es necesario
considerar los químicos y biológicos que conducen al suministro de nutrimentos, y los físicos que conducen al adecuado suministro de agua y de aire para la respiración de las raíces.
30 25 20 15 10 5 0
Macroporos Mesoporos Microporos
Volumen de poros (%)
Figura 5. Distribución de tamaño de poros en Matazul, Llanos Orientales de Colombia, bajo dos condiciones de uso. (Profundidad 0-2.5 cm.)
El manejo edafológico (Recuadro 1) en relación con la nutrición vegetal debe satisfacer la demanda de nutrimentos esenciales, utilizando prácticas de fertilización de acuerdo con los requerimientos locales de los cultivos y de los suelos. Además, debe asegurar una buena distribución de poros especialmente macro y
mesoporos que regulan la aireación, el crecimiento de las raíces y los procesos de flujo de masa y de difusión de los nutrimentos; todos ellos esenciales para que se sucedan de manera activa y permanente los procesos nutritivos (Amézquita, 1994).
para las raíces, que no posee limitaciones físicas, químicas ni biológicas para el buen desarrollo de las plantas. Una vez que se obtiene una capa arable consistente y
productiva, es posible hacer sobre ella una agricultura sostenible. La labranza y la aplicación de enmiendas químicas y fertilizantes, en
combinación con un manejo biológico adecuado del suelo, son prácticas constructivas (agradativas) del suelo y no degradativas como generalmente sucede.
Un buen perfil cultural en el suelo se caracteriza por:
• Una suficiente disponibilidad de los elementos nutritivos esenciales, de tal manera que no se presenten deficiencias para las plantas; • Una alta capacidad para
almacenar y transmitir agua suficiente a las raíces con el fin de evitar el estrés hídrico;
• Poseer suficiente espacio aéreo para garantizar la respiración de las raíces y la absorción de nutrimentos;
• La fácil penetración por las raíces de las plantas, lo que les permite explorar un adecuado volumen de suelo para absorción de agua y nutrimentos; y
• Las buenas características
térmicas con un rango adecuado de temperaturas para la realización de las reacciones físico-químicas involucradas en la disponibilidad y absorción de nutrimentos y agua. La investigación en suelos es exitosa en la medida en que conduzca al conocimiento del control de los factores anteriormente mencionados mediante prácticas de manejo que tiendan al mejoramiento integral del suelo con el objeto de asegurar su sostenibilidad.
Recuadro 1
Factores edáficos involucrados en el crecimiento de las plantas • Presencia y disponibilidad de los elementos
nutritivos esenciales. • Succión del agua en el suelo. • Aireación en la zona radicular.
• Resistencia mecánica a la penetración de raíces. • Temperatura en el suelo.