Nutrición Biodisponible: Un nuevo enfoque al viejo problema

Nuria Sierras; Cándido Marín

R&D Plant Health, Bioiberica

Con el objetivo de conseguir altas producciones y de calidad es necesario un manejo nutricional adecuado. Para ello hay que tener en cuenta la relación suelo-planta-fruto, y conocer la disponibilidad de nutrientes en el suelo para proporcionar la cantidad de micro y macronutrientes necesarios.

 

Los micronutrientes juegan un papel crucial en el desarrollo de los cultivos aunque se requieran en mínimas cantidades. Deficiencias en ciertos microelementos pueden conllevar un impacto muy relevante provocando reducciones en los rendimientos productivos así como en la calidad de las cosechas.

 

En nutrición vegetal, la quelatación o complejación se utilizan para que los elementos a incorporar en la planta no precipiten en el suelo o en el medio extracelular.

 

Los quelatos son compuestos complejos que se caracterizan por unirse a los iones metálicos mediante enlaces covalentes creando un anillo. Dichas moléculas envuelven al mineral evitando interacciones desfavorables tales como la oxidación, inmovilización, y precipitación, fenómenos todos ellos que hacen que el mineral sea inaccesible para la planta. Por el contrario, los complejos tienen una unión más débil pero que facilita la liberación de los nutrientes para su posterior asimilación.

 

Estos compuestos pueden clasificarse de forma general en quelatos sintéticos, como el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA), el ácido etilendiaminodihidroxifenilacético (EDDHA), o complejantes naturales tales como los aminoácidos, ácidos orgánicos, lignina, etc. …

 

Los quelatos sintéticos han sido clave en la nutrición de los sistemas de cultivo. Sin embargo, su baja eficiencia de absorción por parte de la planta ha comportado altas tasas de aplicación conllevando un elevado coste para el agricultor e importantes problemas medioambientales.

 

Actualmente, y según Beltyukova et al. (2023) los agentes quelantes adecuados para el suministro de nutrientes deben cumplir con: 1) una alta biodegradabilidad, 2) baja ecotoxicidad, de los compuestos de partida y de sus metabolitos de biodegradación, 3) una alta biodisponibilidad para proporcionar macro y microelementos a los cultivos y 4) un transporte eficiente de los microelementos a las células vegetales.

En este sentido, los L-α-aminoácidos son moléculas orgánicas presentes de forma natural en los sistemas biológicos, haciéndolos seguros y fácilmente biodegradables por el medio ambiente. Poseen una capacidad de complejación media, que reduce la precipitación de los elementos en el suelo, y que es adecuada para su incorporación en la planta vía suelo y especialmente por aplicación foliar.

Los microelementos o metales se unen al L-α-aminoácido a través del grupo carboxilo con uno o más enlaces formando un complejo fácilmente absorbible y translocable dentro de la planta en comparación con la sal inorgánica o el quelato sintético que difícilmente se difunden de la superficie de la hoja hacía dentro de la planta debido a su elevado peso molecular.

 

Además, los microelementos complejados por mezclas complejas de L-α-aminoácidos son especialmente eficientes por aplicación foliar ya que la mezcla de aminoácidos presenta distinta polaridad, pudiendo atravesar barreras tanto lipofílicas como hidrófilas.

 

Una vez dentro de la planta, los complejos con aminoácidos aplicados tanto por vía foliar como radicular son reconocidos por transportadores específicos en las membranas celulares, que modulan la permeabilidad de las membranas y promueven el transporte de iones a través de estas.

 

Los complejos a base de aminoácidos además de favorecer la absorción y translocación de los micronutrientes dentro de la planta ejercen una acción bioestimulante.

 

Las aplicaciones de L-α-aminoácidos son un complemento a los aminoácidos que sintetiza la propia planta; representando un ahorro en energía metabólica especialmente relevante en periodos de estrés. Además, la aplicación exógena de aminoácidos se ha demostrado eficaz en la estimulación de múltiples procesos fisiológicos favoreciendo el crecimiento, rendimiento y calidad de los cultivos.

 

Los quelatos sintéticos han sido históricamente la manera como se han corregido las deficiencias de los microelementos en los cultivos. Sin embargo, actualmente se sabe que moléculas como el EDTA se degradan muy lentamente y, como resultado, se acumulan en las aguas subterráneas y superficiales, así como en el suelo.

 

Específicamente en el suelo, el EDTA, al ser un ácido, reduce el pH y favorece la desorción de metales pesados (cobre, zinc, cadmio, cromo), convirtiéndolos en formas solubles y poniéndolos a disposición de las plantas para su absorción, lo que contribuye su transferencia a lo largo de las cadenas tróficas. Además, en estudios recientes se ha demostrado que el EDTA es capaz de destruir las membranas externas de algunas bacterias beneficiosas del suelo.

 

Por todas estas razones, actualmente en varios países el uso de los quelatos de EDTA se encuentra bajo una severa restricción.

 

Tabla Comparativa entre Quelatos Sintéticos y Aminoquelatos:

 

 

El zinc, el manganeso y el boro juegan un papel esencial en el crecimiento y desarrollo de las plantas, impactando en múltiples procesos fisiológicos.

 

Tradicionalmente los quelatos utilizados para tratar las deficiencias de estos micronutrientes han sido principalmente a base de EDTA y DTPA y en el caso del boro a base de ácido bórico, bórax o boro etanolamina.

 

Para estos micronutrientes, destaca la efectividad de la aplicación conjunta con L-α-aminoácidos bajo diferentes condiciones de estrés abiótico llegando a tener un efecto superior, respecto al rendimiento y calidad de los cultivos, en comparación con los quelatos sintéticos.

Imagen 2. Síntomas de carencias de zinc principalmente.

 

En concreto, las deficiencias de zinc y boro reducen la síntesis de proteínas por parte de la planta que se reactivan con la aplicación de estos microelementos complejados con aminoácidos.

 

La deficiencia en zinc reduce notoriamente la apertura estomática por lo que la aplicación conjunta de L-α-aminoácidos y zinc estimulará la apertura, ayudando a recuperar la planta.

 

Otro ejemplo es el daño en las membranas celulares que provoca el estrés carencial que se mitiga con la aplicación de los complejos con aminoácidos boro y zinc.

 

En general, se puede concluir que el EDTA se comporta como un contaminante persistente en el medio ambiente, potenciando la movilidad y biodisponibilidad de los metales pesados mientras que la complejación de los micronutrientes con L-α-aminoácidos es una alternativa superior a los quelatos sintéticos en términos de biodisponibilidad, sostenibilidad y seguridad ambiental.