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Debido a que las plantas son inmóviles y deben adaptarse a su entorno para sobrevivir, las características de los suelos tienen el impacto más importante en la absorción y en la disponibilidad de los nutrientes. En consecuencia, se ha visto que, sin lugar a duda, las raíces son el sitio clave de las diferencias genéticas, consideradas como cambios en los procesos metabólicos de las raíces, o en su propia estructura. Las plantas ejercen el control genético en forma bioquímica, cambiando los procesos internos involucrados en la nutrición, y fisiológicamente, cambiando su microestructura o

macroestructura. (Brown P.H., Manual de Nutrición Vegetal. Editorial CRC Press.

año 2007 ).

Las diferencias en el contenido de nutrientes y la respuesta a los nutrientes aplicados se encuentran entre muchas categorías de plantas, incluidas clases, familias, especies e incluso entre variedades y cultivares. Los estudios científicos sugieren que las plantas controlan genéticamente la absorción y el contenido de nutrientes. Las diferencias en taxonomía de plantas que crecen en medios idénticos pueden causar diferencias, y de hecho frecuentemente ocurre que estas plantas difieren mucho en el contenido de elementos nutrientes, tanto en lo cuantitativo como en lo cualitativo.

Las plantas logran, hasta cierto punto, controlar genéticamente la nutrición. Algunos de estos aspectos que pueden controlar incluyen la absorción, la translocación y la utilización o almacenamiento de nutrientes. Algunas especies o algunos grupos de plantas no trasladan nutrientes, sino que absorben y almacenan ciertos nutrientes en niveles lo suficientemente altos como para que estos niveles puedan ser tóxicos para muchos otros tipos de cultivos. Algunas plantas pueden excluir selectivamente ciertos nutrientes específicos.

Las halófitas, por ejemplo, son un grupo de plantas capaces de crecer en ambientes con alta salinidad pues tienen la capacidad ya sea de almacenar (es decir, secuestrar internamente el sodio) o bien de excluir este elemento para que no sea absorbido. Muchas gramíneas pueden adaptarse fácilmente a suelos con alto contenido de metales, como Zn, Cu, Pb, Cr y Ni. En ciertos casos, las plantas pueden adaptarse a niveles usualmente tóxicos nutrientes o de elementos

dañinos. En muchos casos, la fertilización excesiva no solo aumenta los niveles de elementos, sino que provoca también un desequilibrio de nutrientes en el suelo que puede ser tanto o más dañino que algunas contaminaciones por metales pesados, aún en plantas con buena capacidad para adaptarse a los cambios de nutrientes.

pH de la Rizósfera

Con el término “rizósfera” se hace referencia a una zona de

interacción única entre las raíces y la microbiota (bacterias, hongos y

algas) así como entre una micro y meso-fauna (protozoos, nematodos, insectos y ácaros). Las dimensiones físicas y la actividad microbiana en esta área dependen de factores específicos a los sitios y a las plantas. Es un complejo microambiente, donde las bacterias y hongos, en asociación con las raíces, forman comunidades únicas que tienen considerable potencial para la detoxificación de compuestos orgánicos nocivos. Es una región especializada que se caracteriza por su actividad y por la presencia de la biomasa microbiana. ( En el siguiente capítulo 4, “La Salud Biológica del Suelo”, se extenderá esta presentación)

Es frecuente encontrar una mala correlación entre la disponibilidad de nutrientes en el suelo y la absorción real de nutrientes por las plantas. La influencia de las raíces es un componente integral en el pH del suelo. Aunque las propiedades químicas del suelo que pueden alterar su estado de salud, como el pH, son muy importantes tanto para la disponibilidad de nutrientes minerales, como para el crecimiento de las raíces, las condiciones en la rizosfera y el grado en que las raíces pueden modificar esta situación son también factores muy decisivos en la absorción de nutrientes minerales. Las condiciones de la rizosfera están correlacionadas con el área de la superficie de la raíz, que es lo que se conoce como su “disponibilidad espacial". El grosor de la rizosfera alrededor de las raíces de las plantas varía de 0,1 mm a 2,0 mm dependiendo de la longitud y la abundancia de las raíces. El pH del suelo de la rizosfera puede diferir del suelo a granel en más de dos unidades. La dirección (aumento o disminución) de los cambios de pH en la rizosfera está determinada por factores de la planta, mientras que el grado de cambios de pH y su extensión desde la superficie de la raíz hacia la capa superior del suelo están determinados por factores tanto de la planta como del suelo.

Los factores determinantes del suelo son el pH inicial del estrato superior del suelo y la capacidad de amortiguamiento (tampón) del pH. Debido a que en la mayoría de los suelos la menor capacidad tampón del pH se sitúa alrededor de 5, los cambios de pH inducidos por la raíz en la rizosfera alcanzan valores máximos cuando el pH en la superficie está entre 5 y 6, y van disminuyen en magnitud a un pH del suelo ya sea más bajo, o bien más alto.

Los factores de la planta que determinan del pH de la rizosfera son la excreción o reabsorción de H + o HCO3-, la evolución de CO2 por la respiración de la raíz (reaccionando con el agua para formar HCO3-en el suelo) y la liberación de exudados radiculares de bajo peso molecular (aminoácidos u orgánicos). Los cambios en el pH de la rizosfera se deben principalmente a las diferencias en la excreción neta de H + (o HCO3- y OH-) debido a un desequilibrio entre la captación de cationes y aniones, y por lo tanto, el efecto diferente de la captación de N-NH4 y N-NO3 en el pH de la rizosfera.

Dióxido de carbono - CO2.

El dióxido de carbono (CO2) se libera en la superficie de la raíz por respiración, y a menudo se ha asumido que esto tiene un efecto acidificante local. Con la excepción de los suelos saturados de agua, el CO2 se difundirá fácilmente desde la raíz y su efecto acidificante no se limitará a la hizósfera inmediata, sino a todo el suelo a granel Desde hace tiempo se ha calculado que la diferencia de presión de CO2 entre el suelo en la superficie de la raíz y el suelo en condiciones de aireación típicas tiene un efecto insignificante sobre el equilibrio del pH.

Las raíces liberan cantidades considerables de carbono orgánico a la rizosfera. La cantidad, expresada como una fracción de la producción total de materia seca, varía en un amplio rango desde sólo un pequeño porcentaje hasta el 40%. Varias formas de estrés aumentan la cantidad liberada: estos estreses incluyen deficiencias de potasio y fosfato. En el caso del potasio se ha demostrado que este elemento aumenta el contenido de ácidos orgánicos en los exudados radiculares. Las deficiencias de fósforo conducen a un aumento de

aminoácidos y ácidos orgánicos. (Nye, P.H. Acid-base changes in the

Exceso de agua y compactación

El efecto de la lluvia y el riego excesivo sobre la composición balanceada de elementos nutrientes en los cultivos depende, por supuesto, de la cantidad y la duración. El agua que aumenta la humedad del suelo hasta ubicarla dentro de un nivel benéfico (entre el Punto de Marchitez y la Capacidad de Campo) tiende a estimular el crecimiento de las plantas, que crecen mejor cuando la humedad del suelo está más fácilmente disponible. El aumento resultante de materia seca diluye el contenido de elementos nutrientes en las plantas, a pesar de que las condiciones ideales de humedad del suelo también aumentan la disponibilidad de nutrientes, los cuales son trasladados por el movimiento adicional de agua. Por otro lado, un exceso de agua, más allá de la capacidad del suelo puede causar una importante lixiviación de nitratos. (NO3-).

En suelos pesados, los nutrientes K, Mg, B también se lixivian. En períodos de riego muy intenso y / o de lluvias fuertes y prolongadas, el K puede filtrarse de las hojas, por loque disminuye su concentración en los cultivos. En cuanto al oxígeno; la reducción del oxígeno disponible en los cultivos es usualmente causada por problemas de compactación y por un bajo contenido de materia orgánica, todo lo cual (como se ha visto en el capítulo anterior) se traduce en una pobre estructura del suelo. Algunos de los efectos de esta problemática pueden ser bastante similares a los del exceso de humedad. No obstante, los efectos pueden diferir según se presenten la severidad y la duración de las condiciones adversas. Si bien el exceso de humedad puede obstaculizar casi por completo el intercambio gaseoso (oxígeno), la estructura deficiente del suelo aún puede permitir cantidades variables disponibles de intercambio. Pero, por otra parte, una estructura deficiente del suelo también puede causar un desarrollo deficiente de las raíces y un muy lento movimiento de la humedad en los suelos. Algunas de estas desventajas pueden superarse, aunque parcialmente, si se agregan pequeñas dosis de humedad mediante riego por goteo . En estos casos conviene alimentar el cultivo vía foliar, con aquellos nutrientes, como el Fe y el Mn, cuya absorción del suelo presentaría problemas. Cuando se busca mejor la calidad del suelo agregándole elementos nutrientes (fertilizantes o abonos) existe siempre un cierto riesgo de que ocurran interacciones de sinergias o de antagonismos entre los elementos nutrientes que son esenciales

para las plantas.; interacciones que pueden conducir a insuficiencias de determinados elementos.

La pendiente del terreno.

La topografía del predio determina en gran medida la cantidad de escorrentía y de erosión. También dicta los métodos de riego, el drenaje, las medidas de conservación y las prácticas óptimas de administración (POA) necesarias para conservar el suelo y el agua. Mientras más pronunciada sea la pendiente, se necesita una gestión más cuidadosa y habrá mayores costos de equipos y mano de obra. En ciertas pendientes, el suelo se vuelve insatisfactorio para la producción de cultivos en surcos. La facilidad con que se erosionan los suelos superficiales, junto con el porcentaje de la pendiente, es un factor determinante de la productividad potencial de un suelo. En la gráfica siguiente se muestran los valores de productividad en función a la pendiente del suelo y a la erosión.

GRAFICA 10. INFLUENCIA DE LA PENDIENTE DEL SUELO EN LA PRODUCTIVIDAD RELATIVA

PRODUCTIVIDAD RELATIVA (%)

Inclinación del suelo (%) Suelo no erosionado fácilmente Suelo erosionado fácilmente

0-1 100 95

1-3 90 75

3-5 80 50

5-8 60 30