34.18: Elementos clave para la nutrición vegetal

Como todos los organismos vivos, las plantas requieren nutrientes orgánicos e inorgánicos para sobrevivir, reproducirse, cultivar y mantener la homeostasis. Para identificar los nutrientes que son esenciales para el funcionamiento de las plantas, los investigadores han aprovechado una técnica llamada hidroponía. En los sistemas de cultivo hidropónico, las plantas se cultivan, sin suelo, en soluciones a base de agua que contienen nutrientes. Al menos 17 nutrientes han sido identificados como elementos esenciales requeridos por las plantas. Las plantas adquieren estos elementos de la atmósfera, el suelo en el que están enraizadas, y el agua.

Nueve de estos nutrientes esenciales —denominados colectivamente macronutrientes— son necesarios por las plantas en cantidades más significativas. Los macronutrientes son el carbono, el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo, el azufre, el calcio, el magnesio y el potasio. Los compuestos vegetales críticos, como el agua, las proteínas, los ácidos nucleicos y los carbohidratos, contienen macronutrientes. Los macronutrientes también regulan los procesos celulares. Por ejemplo, el potasio regula la apertura y el cierre de los estomas para el intercambio de gases.

Las plantas tambien necesitan micronutrientes en cantidades menores. Estos incluyen el cloro, el hierro, el manganeso, el boro, el zinc, el cobre, el níquel y el molibdeno. Muchos micronutrientes funcionan como cofactores, que permiten la actividad de las enzimas. Por lo tanto, sin micronutrientes, las plantas son incapaces de realizar funciones críticas.

Una planta que experimenta una deficiencia de nutrientes esenciales puede mostrar síntomas, como secado y amarilleo de las hojas. Las hojas viejas y jóvenes son susceptibles a deficiencias de nutrientes distintos. Por ejemplo, las hojas más jóvenes de una planta a menudo se ven más afectadas por la deficiencia de hierro que las hojas más viejas.

El tratamiento eficaz de las deficiencias de nutrientes en las plantas es una parte integral de las prácticas agrícolas y ambientales. Por ejemplo, los sensores ópticos se utilizan para medir el contenido de nitrógeno en el suelo. El nitrógeno es fundamental para las plantas, pero el uso excesivo de fertilizantes que contienen nitrógeno (es decir, mantener los niveles de nitrógeno del suelo que superan lo que las plantas pueden absorber) influye negativamente en la función del ecosistema y puede contribuir al calentamiento global.