El diagnóstico de la nutrición vegetal es un conjunto de métodos destinados a establecer el suministro de nutrientes de las plantas.
El propósito del diagnóstico de la nutrición de las plantas es controlar continuamente las condiciones de crecimiento y, si es necesario, corregir la nutrición de las plantas durante la temporada de crecimiento.
Los diagnósticos de la nutrición vegetal pueden ser:
- completo, con análisis agroquímicos regulares del suelo, incluyendo evaluaciones anuales de la disponibilidad de nitrógeno;
- en línea, que consiste en diagnosticar la nutrición durante el periodo de crecimiento.
Métodos de diagnóstico de la nutrición vegetal:
- diagnóstico del suelo: determinación del contenido cuantitativo de nutrientes en los suelos;
- diagnóstico de plantas: determinación de la composición de las sustancias químicas en el organismo vegetal.
A la hora de corregir la nutrición de las plantas con la ayuda de métodos de diagnóstico es necesario tener en cuenta:
- la alta ordenación de los procesos vitales en las plantas y su localización;
- el ritmo de crecimiento de las plantas y las fases de su desarrollo, que están determinadas por factores genéticos;
- condiciones de cultivo;
- el impacto de las alteraciones nutricionales en el desarrollo y la composición química de los órganos vegetativos, que se correlaciona con la composición química de los órganos reproductivos;
- los nutrientes son activadores, inhibidores o estabilizadores cuya falta o exceso perturba los procesos de biosíntesis de las sustancias fisiológicamente activas y su metabolismo;
- cuando se conoce la función del nutriente, es posible controlar la reacción mediante la dosificación y la proporción de los nutrientes;
- la aplicación de nutrientes provoca cambios en la composición química de las plantas, y es posible aumentar el contenido de otros elementos que no se aplicaron;
- la descomposición de la materia orgánica produce dióxido de carbono, agua y minerales que afectan a la nutrición de las plantas;
- los ajustes nutricionales y la tecnología de cultivo en las primeras etapas de desarrollo son más eficaces. Un suministro suficiente y equilibrado de nutrientes ayuda a acelerar las etapas iniciales de crecimiento, lo que conduce a una prolongación de la vida útil de cada hoja individual;
- en la distribución de asimilados entre órganos homogéneos en competencia, los más grandes y cercanos a la fuente tienen ventaja.
Diagnóstico de la planta
El diagnóstico vegetal es la determinación de la disponibilidad de elementos químicos en las plantas a partir de su composición química, teniendo en cuenta las características biológicas de la variedad, la tasa de crecimiento y la duración del periodo de crecimiento.
Los diagnósticos de nutrición vegetal se basan en el historial de campo, los mapas de suelos y agroquímicos, los resultados experimentales y las recomendaciones zonales de fertilizantes específicas para cada cultivo. El diagnóstico de la nutrición de las plantas se realiza teniendo en cuenta el análisis de la composición química de hojas y raíces. El suministro normal de nutrientes a las plantas se considera un estado de saturación interna, acumulación en las zonas de reserva de las existencias de elementos químicos.
Para diferentes condiciones de suelo y zonas climáticas se han desarrollado los parámetros generales óptimos del contenido de NRC en los cultivos de grano utilizando métodos de diagnóstico de plantas.
El diagnóstico de la planta incluye:
- visual;
- química (tejido y hoja);
- funcional o fisiológico.
Diagnóstico visual
El método de diagnóstico visual se basa en los cambios en los rasgos morfológicos de las plantas causados por una deficiencia o un exceso de nutrientes en el suelo.
La precisión del método visual se ve reducida por el hecho de que, a menudo, una deficiencia o un exceso drásticos de elementos provocados en los rasgos característicos son raros, mientras que una deficiencia o un exceso parciales pueden no aparecer externamente. Además, signos visuales similares pueden ser causados por desviaciones en los regímenes de temperatura o de agua, daños por plagas o enfermedades.
Cualquier alteración de los procesos vitales de la planta se refleja en su aspecto, que puede detectarse en varios órganos. Pero para cada perturbación existen los órganos indicadores más característicos que facilitan el diagnóstico.
La inanición de la planta se observa cuando hay un cambio a corto plazo en la proporción óptima de elementos y puede ocurrir incluso en un fondo de nutrientes alto cuando hay una combinación de factores externos de crecimiento desfavorables — luz, humedad, temperatura, aireación.
En la práctica, una ingesta excesiva de ciertos nutrientes como el nitrógeno amoniacal, el cloro y el manganeso es bastante común.
Las necesidades de nutrientes de los distintos cultivos varían, de modo que en un mismo campo el centeno puede producir una buena cosecha sin mostrar signos de carencia de potasio, mientras que las patatas no pueden crecer normalmente.
Las plantas indicadoras son aquellas cuyo aspecto facilita la identificación de una carencia o un exceso de un nutriente mineral.
El diagnóstico visual de la nutrición vegetal es uno de los métodos más sencillos y exentos de equipamiento que permiten, en un tiempo relativamente breve, extraer conclusiones sobre los trastornos de la nutrición vegetal, sus causas (factores edáficos y meteorológicos) y ofrecer recomendaciones para introducir cambios en la tecnología de cultivo.
Además de las disposiciones generales, también se tienen en cuenta en el diagnóstico visual:
- En la evaluación, la planta se contempla simultáneamente en tres aspectos temporales: en el pasado, reflejando un conjunto de medidas para su cultivo, incluidos los factores ambientales, en el presente, evaluando la tasa de crecimiento y el grado de desarrollo, y en el futuro, es decir, haciendo una previsión del tamaño y la calidad del rendimiento.
- Es más probable que los signos de inanición o de exceso de nutrientes no aparezcan en toda la superficie, sino en parcelas individuales, lo que está asociado a la diferente fertilidad del suelo, la topografía, la aplicación de fertilizantes y los tratamientos.
- Examine el aspecto de la planta mejor con el sistema de raíces o partes de él para detectar daños por plagas, hongos, bacterias, virus, pesticidas y agentes de crecimiento.
- A menudo los signos de deficiencia y de exceso son externamente similares. Sin embargo, la deficiencia se caracteriza por signos más claros.
- Los daños en las plantas causados por los virus suelen presentar signos similares a los de las deficiencias de nutrición mineral, pero se caracterizan por una delimitación más clara de la zona afectada.
- La conclusión final sobre la causa de la alteración se hace después de haberla eliminado mediante tratamientos o fertilizantes adecuados. En las hojas muy alteradas, los signos externos pueden persistir.
En el caso de una deficiencia o un exceso del elemento, los signos externos pueden diferir según la especie y el cultivar. Sin embargo, hay signos comunes.
Muchos nutrientes, como el nitrógeno, el fósforo, el potasio y el magnesio, pueden reciclarse, es decir, reutilizarse. Las deficiencias de estos elementos son más evidentes en las hojas inferiores y más viejas. El calcio, el azufre, el cloro, el boro y otros son menos reutilizables, por lo que su deficiencia aparece en los puntos de crecimiento y en las hojas jóvenes.
Para el diagnóstico visual, se evalúa lo siguiente:
- el estado general de las plantas de la parcela, del campo;
- el peso, la altura de las plantas, el cumplimiento de su desarrollo con el período (fase) de la temporada de crecimiento;
- la longitud de los entrenudos (las plantas jóvenes tienen entrenudos más cortos);
- los tallos están completos, firmes y maduros, por ejemplo, con una nutrición equilibrada los tallos están más llenos en un círculo; la madurez se evalúa por el color del corte a nivel del tercer entrenudo desde arriba;
- la firmeza de las hojas, la coloración de las hojas por niveles y la naturaleza de la perturbación dentro del nivel;
- desarrollo de las raíces, presencia de pelos radicales, coloración de las raíces.
A partir de los resultados de la evaluación, se extraen conclusiones y se elaboran recomendaciones para cambiar la tecnología de cultivo. La corrección de una nutrición desequilibrada sólo es posible en parte, ya que la aparición de signos externos de deficiencia de un elemento nutritivo mineral indica cambios profundos en el metabolismo de la planta, que no pueden eliminarse por completo posteriormente.
Para confirmar las presuntas deficiencias nutricionales, se utilizan métodos de inyección y pulverización durante el diagnóstico visual. Mediante la pulverización o inyección en el tallo (glándula foliar) se inyecta el presunto elemento que falta. A continuación, se realizan observaciones durante varios días. Si se identifica correctamente el elemento carencial, los signos de carencia desaparecerán, pero no en las hojas en las que se ha identificado, sino en las hojas recién formadas.
Para eliminar la deficiencia de un elemento, se utilizan soluciones al 0,5% de sales de potasio y calcio, soluciones al 0,1% de urea, monofosfato de sodio, sulfato de magnesio, soluciones al 0,02-0,1% de sales de oligoelementos.
Nitrógeno
La deficiencia de nitrógeno se manifiesta como:
- en forma de inhibición del crecimiento vegetativo y del desarrollo reproductivo;
- una severa reducción del rendimiento;
- las hojas se vuelven de color verde claro, luego de color verde amarillento a amarillo, con deficiencias graves, signos de deficiencia de nitrógeno que se extienden a toda la planta. El envejecimiento de las hojas inferiores puede deberse a la falta de agua, pero al mismo tiempo hay signos de un exceso de nitrógeno.
La carencia de nitrógeno puede remediarse fácilmente mediante la aplicación de dosis adecuadas de abono. Si hay una deficiencia de nitrógeno en el suelo, pero con la fertilización periódica, las plantas no son deficientes en este elemento.
El contenido normal o aumentado de nitrógeno en los suelos de la tierra protegida en primavera y verano conduce a un aumento de la pigmentación, puede contribuir al sobrecalentamiento de las plantas, el cierre de los estomas y la terminación de la entrada de dióxido de carbono, el aumento de la descomposición de los compuestos orgánicos.
El exceso de nitrógeno se manifiesta por:
- alargamiento de la temporada de cultivo;
- prolongación del periodo vegetativo, un fuerte crecimiento vegetativo y, en caso de un gran excedente de nitrógeno, una ausencia total de crecimiento o incluso la muerte de la planta;
- una menor resistencia a las enfermedades;
- un aumento de la concentración de compuestos nitrogenados de bajo peso molecular, que empeora la calidad del forraje. Por ejemplo, se ha comprobado que con un contenido de nitratos superior al 0,20% en el pienso, el rendimiento lechero disminuye (Harker y Kaman, 1961), y con un 0,34-0,45% es posible la muerte de los animales;
- hojas anchas y suculentas de color verde oscuro a verde azulado (si el exceso de nitrógeno no se debe a la falta de agua);
- un aumento del peso de la planta;
- desarrollo deficiente de los órganos reproductores;
- daños en el producto durante el almacenamiento;
- un debilitamiento gradual de la absorción de dióxido de carbono;
- una disminución del contenido en proteínas y un aumento de los hidratos de carbono;
- retraso de los procesos de envejecimiento;
- aumento del flujo de salida de nitrógeno de los órganos viejos a los jóvenes;
- degradación de las proteínas plasmáticas, permaneciendo el contenido de ácido nucleico inalterado.
El pepino y el calabacín pueden utilizarse como plantas indicadoras del exceso de nitrógeno, la col blanca y la coliflor, el maíz, la patata, la grosella negra, la manzana y la ciruela pueden utilizarse como plantas indicadoras de las deficiencias.
Fósforo
La deficiencia de fósforo se manifiesta como:
- disminución de la actividad del ciclo de los ácidos tricarboxílicos, síntesis de proteínas;
- aumento de la acumulación de compuestos nitrogenados no proteicos;
- reducción de la síntesis de almidón y celulosa; en caso de deficiencia grave se inhibe la formación de azúcares;
- aumento de la acumulación de azúcares y antocianina.
La carencia de fósforo aparece bien en el tomate, la manzana, la grosella, el colinabo y el nabo.
La carencia de fósforo provoca la inhibición de la división celular y la limitación del crecimiento de la planta. Las hojas se vuelven de color verde oscuro, verde sucio y luego rojizas a violáceas. Las hojas más viejas son las primeras en sufrir. Las hojas que se forman son pequeñas y feas y las flores son pequeñas. En los cultivos de frutas y cítricos, se observa la caída prematura de los frutos y en los cereales, el adelgazamiento de los cultivos.
En los cultivos de campo, los signos de deficiencia de fósforo son más difíciles de detectar que en otros. La deficiencia de fósforo también puede observarse en suelos con un contenido suficiente, pero con cambios en otros indicadores, como el pH, el contenido de humus y finos, el aluminio, el calcio y el hierro. La ingesta de fósforo disminuye con la sequía y las bajas temperaturas, y la falta de oxígeno.
En un contexto de altas dosis de nitrógeno y altos rendimientos, la necesidad de fósforo lábil de las plantas aumenta, especialmente durante las fases de máximo crecimiento.
El exceso de fósforo se observa a menudo en condiciones de interior, mucho menos a menudo en los cultivos de campo, lo que conduce a la senescencia temprana de la planta, comenzando con el amarillamiento y la muerte de las hojas viejas, la transición acelerada al desarrollo de los órganos reproductivos.
La aplicación de altas dosis de fósforo crea un déficit de calcio y oligoelementos como, zinc, hierro, boro, cobre, manganeso, la ingesta de elementos tóxicos — aluminio y metales pesados — se reduce.
Potasio
La carencia de potasio suele ser evidente en minerales arcillosos ligeros, ácidos o muy trilaminados que pierden y fijan el potasio durante su uso intensivo. La absorción de potasio se ve agravada por la desecación y por la aplicación de altas dosis de fertilizantes amoniacales que bloquean el potasio en los minerales de tres capas, como la vermiculita. La deficiencia de potasio puede ser causada por el antagonismo con el calcio y el amonio.
La carencia de potasio provoca profundas alteraciones en la estructura y el metabolismo debido a la participación del potasio en los procesos enzimáticos y en los coloides biológicos. Los procesos de hidrólisis se intensifican, el enriquecimiento con compuestos de carbono y nitrógeno de bajo peso molecular aumenta, las paredes celulares se vuelven más delgadas, la pérdida de agua aumenta y el consumo de agua disminuye.
Los cultivos deficientes en potasio, como las coles, las patatas, las grosellas, la remolacha, la alfalfa, las judías, las grosellas rojas y los manzanos, son los más sensibles a la falta de potasio.
Los signos de deficiencia de potasio son:
- el retraso en el crecimiento de las plantas;
- las hojas de color normal o verde claro son rechonchas en las horas de la mañana, y se marchitan cuando aumenta la luz o la temperatura;
- las hojas jóvenes son pequeñas;
- las hojas de los niveles inferiores, aunque normalmente o de color verde oscuro, se vuelven en forma de copa, de cúpula, más a menudo con manchas marginales. En caso de deficiencia grave de potasio, estos signos se extienden a las hojas de los niveles medio y superior. En algunas especies de plantas, se observan necrosis puntiformes a lo largo del margen de la hoja, que posteriormente se funden en zonas de color marrón claro a oscuro.
Un exceso de potasio es raro. Suele ir acompañada de signos de un exceso de cloro. Un exceso de potasio también puede manifestarse como una deficiencia de calcio y magnesio. Un alto contenido de potasio conlleva una menor ingesta de boro, zinc, manganeso y amonio y un mayor consumo de hierro.
Calcio
La carencia de calcio aumenta la síntesis de compuestos fenólicos. La permeabilidad de la membrana celular aumenta, lo que provoca la salida de iones de la célula y una mayor alteración de la estructura del núcleo y una disminución de la estabilidad de los cromosomas. El calcio es especialmente importante para el tejido del meristemo y su diferenciación, la acción dirigida de las fitohormonas.
Las especies de plantas y los cultivares difieren en su necesidad de calcio y en su capacidad de absorberlo del suelo. La alteración de la nutrición de calcio en las plantas suele ser la causa de enfermedades no parasitarias.
El calcio se acumula en los órganos vegetativos y en cantidades limitadas en los frutos. Su contenido en los frutos y órganos de almacenamiento disminuye con la reducción de la transpiración, pero una transpiración elevada no garantiza un suministro suficiente de calcio y agua a las plantas.
La nutrición de la planta con calcio está relacionada con la nutrición con boro, cuyos signos de deficiencia son similares.
Las altas concentraciones de calcio por antagonismo reducen el suministro de otros cationes, lo que es importante considerar cuando hay metales pesados en el suelo. El calcio tiene un efecto positivo sobre las concentraciones elevadas de macronutrientes de la solución del suelo y la mayoría de los oligoelementos, excepto el molibdeno.
La carencia de calcio aumenta la acumulación de nitratos en los tejidos de la planta. El meristemo apical, el brote y la raíz, las flores y los frutos son los principales afectados. Las hojas viejas adquieren un color verde oscuro, luego se vuelven amarillas y mueren. Las raíces se quedan cortas, se arrugan, se vuelven marrones y mueren. En las hojas superiores y jóvenes, la punta se vuelve primero blanca y los bordes se ven afectados si hay alteraciones importantes.
Cuando se reduce la transpiración, la disminución de los aportes de calcio provoca la rotura de los brotes de plantas aparentemente normales y de desarrollo vigoroso.
En las plantas frutales, cuando aumenta la proporción de nitrógeno amoniacal con respecto al calcio, se produce la muerte de las flores; el aumento de potasio intensifica este proceso. Con un contenido de calcio inferior al 3,0% en las hojas y al 0,15% en los frutos, las flores comienzan a marchitarse.
Un contenido suficiente de calcio en las hojas y los frutos no garantiza que las condiciones de crecimiento de las plantas sean óptimas. El calcio debe estar disponible como iones libres en la solución del suelo. Su necesidad aumenta con el incremento de la exposición a la luz.
Un exceso de calcio es raro como resultado de una deficiencia de nutrientes causada por el tratamiento con cal. Al mismo tiempo puede haber una deficiencia de potasio, boro, manganeso, zinc, cobre, a veces magnesio, y un exceso de cloruro y sulfato. En estos casos, para mantener los rendimientos previstos, se aumentan las dosis de todos los elementos y se aplican fertilizantes fisiológicamente ácidos.
Magnesio
Una nutrición suficiente de potasio aumenta el contenido de magnesio de las semillas y los frutos; en cambio, las dosis elevadas de abono potásico inhiben este proceso. Una relación elevada entre el potasio y el magnesio aumenta la aparición de clorosis incluso si hay suficiente magnesio en el suelo. Las altas dosis de amonio tienen un efecto similar.
La carencia de magnesio se observa en muchos suelos, en primer lugar en los suelos arenosos dealluviales, fuertemente lixiviados y ácidos de las turberas elevadas y también en los suelos después de un tratamiento con cal en relación con el antagonismo del calcio y el magnesio. La falta de nutrición de magnesio en suelos óptimos puede deberse al antagonismo con los iones hidrógeno, potasio, amonio, calcio y manganeso (Bergman, 1983).
Las coles, las patatas, los manzanos, las grosellas y las uvas son sensibles a la falta de magnesio. La carencia de magnesio provoca hojas anaranjadas en el mijo y hojas de color rojo púrpura en la grosella negra y la semilla de algodón.
Una carencia de magnesio provoca una salida de magnesio de las hojas viejas. Las plantas sanas tienen una mayor concentración de magnesio en las hojas inferiores que en las superiores. Las hojas inferiores mostrarán clorosis intersticial, seguida de necrosis marrón y marrón oscuro. La carencia de magnesio provoca una reducción de la acumulación de almidón en las patatas, de azúcar en la remolacha, de grasa en las plantas oleaginosas y de proteínas.
La carencia de magnesio en los órganos vegetativos conduce a un aumento del fósforo, en las semillas a una disminución, y posteriormente en las hojas. La reducción de nitratos y la síntesis de fitohormonas se ralentizan. En caso de carencia grave, se detiene la fijación de dióxido de carbono, las hojas se vuelven frágiles y disminuye la acumulación de proteínas, carbohidratos o grasas en el fruto.
Se puede observar un exceso de magnesio cuando se altera la relación calcio-magnesio, especialmente cuando el sistema radicular está específicamente dañado debido a la deficiencia de calcio, se reduce el rendimiento, se atrofia el crecimiento, se reduce el contenido de potasio y la ingesta de magnesio. El excedente de magnesio también se ve afectado por el alto contenido de níquel y cromo. La ingesta de magnesio se ve facilitada por el ion nitrato.
Boro
La carencia de boro provoca alteraciones en el metabolismo de los ácidos nucleicos, las proteínas y los hidratos de carbono, la respiración y la fotosíntesis, y una menor síntesis de fitohormonas. La identificación visual de la deficiencia de boro, debido a su implicación en muchos procesos metabólicos y en el desarrollo de las plantas, es difícil.
Los signos de deficiencia de boro aparecen principalmente en las hojas jóvenes y en las puntas de los brotes y raíces en crecimiento. El contenido de boro en las hojas más viejas es siempre mayor.
Los signos de deficiencia de boro pueden incluir:
- clorosis, amarillamiento y posterior coloración marrón en las puntas de las hojas jóvenes, en el tomate, ennegrecimiento del punto de crecimiento del tallo;
- marchitamiento del cono de crecimiento, formación atrofiada de raíces, flores, semillas;
- desecación de las hojas, desmoronamiento, detención del desarrollo dominante del brote central y de la proliferación de brotes laterales y raíces.
La deficiencia de boro es más fuerte en el colinabo, el nabo, la remolacha azucarera y forrajera, el girasol, la coliflor y la col forrajera, las legumbres, los cultivos frutales, el tomate, el apio, el lino y el centeno.
El exceso de boro hace que los márgenes de las hojas se vuelvan blancos y luego marrones; a veces aparece clorosis por picadura, especialmente en las hojas más viejas. Un exceso de boro puede coincidir externamente con signos de deficiencia de potasio.
Molibdeno
La carencia de molibdeno se manifiesta por una coloración clara de las hojas, especialmente a lo largo de la vena central, similar a los síntomas de la carencia de nitrógeno y del exceso de nitrógeno nítrico, es decir, una coloración más oscura y un blanqueamiento del margen de la hoja. El suministro de nitrógeno a los órganos reproductores se retrasa, lo que provoca una pérdida de rendimiento. Un exceso de molibdeno provoca una grave inhibición del crecimiento.
La deficiencia es pronunciada en la coliflor, las legumbres y los cultivos verdes, el tomate y los cítricos. Las manchas amarillas en las hojas se desarrollan en la mayoría de los cultivos, en el pepino la clorosis del borde de las láminas de la hoja.
Cobre
En el suelo, el cobre se acumula en complejos organominerales y, en parte, en estado de absorción de intercambio. La disponibilidad del cobre disminuye cuando el pH aumenta de 5,5 a 6,0. La carencia de cobre es muy pronunciada en los brezales no cultivados, en los suelos ligeros y en los suelos elevados de las turberas, y a veces en los suelos de las tierras bajas. La carencia de cobre en el forraje provoca enfermedades en los animales.
La carencia de cobre es más pronunciada en el trébol, el mijo de los prados, las legumbres, las hortalizas, la avena, la cebada, el trigo, las gramíneas de cereales, el cáñamo, el lino, los forrajes y las raíces de mesa.
La carencia de cobre se manifiesta por las puntas blancas de las hojas, que luego se secan; las plantas echan panículas muy huecas con mucho retraso; el grano se forma escasamente.
El exceso de cobre y fósforo provoca una carencia de zinc y, a veces, de hierro. El exceso aparece en las hojas jóvenes.
Hierro
La carencia de hierro se produce en suelos ricos en calcio y con una reacción alcalina; puede darse en suelos ácidos con un alto contenido en magnesio. El hierro es absorbido por la planta durante toda la temporada de crecimiento, ya que no se recicla de las hojas viejas.
La carencia de hierro aparece en las hojas jóvenes, sólo cuando es muy deficiente. Primero aparece una coloración verde claro en las hojas jóvenes, seguida de un amarillamiento y blanqueamiento. Las venas y los tejidos adyacentes permanecen verdes. La aparición de la clorosis disminuye de arriba a abajo.
Un exceso de hierro es extremadamente raro, y las hojas se vuelven de color verde oscuro y verde azulado debido a la restricción del crecimiento de brotes, hojas y raíces. Los síntomas del exceso suelen ser los mismos que los de la carencia de fósforo, especialmente en valores bajos de pH.
Manganeso
El manganeso se encuentra en las fracciones de humus y limo del suelo. En los suelos ácidos está presente como una forma divalente de baja movilidad que es poco accesible para las plantas. La movilidad del manganeso aumenta con la aplicación de fertilizantes amoniacales.
La carencia de manganeso se manifiesta como clorosis puntual que se convierte en necrosis en las hojas jóvenes, mientras que la carencia excesiva de manganeso se observa en las hojas viejas.
La carencia de manganeso se observa a menudo en la avena, el trigo, las patatas, el maíz, los cultivos de raíces de mesa y forraje, las coles, las legumbres, los girasoles, los cultivos de frutas, cítricos y hortalizas. Por ejemplo, se ha informado de manchas grises en las hojas de la avena y de ictericia manchada en la remolacha azucarera.
El contenido excesivo de manganeso se elimina con el encalado o con altas dosis de hierro.
Zinc
La carencia de zinc se manifiesta con un crecimiento reducido, hojas asimétricas, limbos ondulados y clorosis intercorneal.
La carencia de zinc es susceptible de afectar a los cultivos frutales, los cítricos, el maíz, la soja, las judías, el trigo sarraceno, la remolacha, las patatas, el trébol de pradera y el lúpulo.
La carencia de zinc es especialmente frecuente en suelos neutros y ligeramente alcalinos. La aplicación sistemática de estiércol reduce considerablemente el riesgo de carencia de zinc. Una forma de prevenir la carencia de zinc es arar las malas hierbas bajo el maíz.
Un exceso de zinc es muy raro. Aparece como clorosis asociada a la carencia de hierro, la coloración de las venas de las hojas es la misma que en la carencia de fósforo; la clorosis individual a lo largo de las venas se localiza más cerca de los márgenes de las hojas; clorosis marginal de las hojas.
Diagnóstico químico
El diagnóstico foliar o tisular se basa en la relación entre los cambios en la nutrición y la composición química de las hojas o los tejidos, los órganos más sensibles. Se han determinado las concentraciones óptimas de nutrientes para diferentes plantas, en las que los cultivos muestran la máxima productividad.
La precisión de estos métodos para predecir las necesidades de fertilizantes es mayor que la de los análisis del suelo, ya que al determinar la cantidad de nutrientes en el suelo es difícil predecir qué cantidad de ellos llegará a las plantas bajo factores cambiantes de la vida vegetal.
Una desventaja de los diagnósticos químicos, así como de los diagnósticos visuales, es el retraso en la obtención de información. El diagnóstico químico de la nutrición vegetal en condiciones meteorológicas desfavorables también arroja datos distorsionados sobre la disponibilidad de nutrientes de las plantas debido a.
Diagnóstico de los tejidos
El diagnóstico tisular de la nutrición vegetal consiste en determinar el contenido de nitrato, fosfato, sulfato, potasio, magnesio y otros nutrientes en tejidos o extractos vegetales. El diagnóstico tisular puede realizarse sobre el terreno con instrumentos portátiles -laboratorios portátiles- y en el laboratorio. Se utiliza para el análisis exprés del contenido de nitrato, fosfato y potasio en muestras vegetales crudas según la V.V. Método Zerling y para la determinación de la madurez del grano. También puede utilizarse para este fin un laboratorio exprés portátil, la bolsa de campaña K.P. Magnitsky.
La determinación del nitrógeno nítrico en los tejidos vegetales en condiciones de campo puede llevarse a cabo por reacción con difenilamina. Este método se utiliza para evaluar la necesidad de un tratamiento con nitrógeno.
El papel indicador Indam puede utilizarse para diagnosticar la nutrición de nitrógeno en los cereales de invierno. El diagnóstico se realiza en las fases de ahijamiento, emergencia, espigado y floración. La prueba se lleva a cabo en la fase de ahijamiento — el nodo del tallo, el segundo nodo del tallo, el último nodo del tallo antes de la espiga y la fase de floración.
Tabla. Escala de estimación de la disponibilidad de nitrógeno en los cultivos de cereales de invierno
| Blanco, blanco y rosa | |||||
| Rosa | |||||
| Rosa intenso, carmesí | |||||
El método de determinación en los cortes de tejido es menos preciso que en los extractos.
Las observaciones realizadas en condiciones de campo por B.A. Yagodin en 1993 sobre la disponibilidad de nitrógeno nítrico en el trigo de invierno en las fases que van desde el inicio de la nascencia hasta el comienzo de la formación de los granos, utilizando el método del diagnóstico tisular, permitieron establecer los períodos de mayor necesidad de fertilización nitrogenada. Se ha comprobado que la localización del nitrato en el tallo dentro de la misma fase de desarrollo no es constante, por lo que es necesario determinar previamente el nudo del tallo sobre el que se realiza un corte para el diagnóstico del tejido.
En este estudio, el diagnóstico tisular se realizó según el método de Wolring, Wehrmann (1981, 1983) utilizando 0,5 g de difenilamina en 100 ml de H2SO4 concentrado, que es similar al método de Zerling (1978). Se utilizó una escala de cuatro puntos para evaluar la seguridad:
- 0 — no hay manchas;
- 1 — azul;
- 2 — azul claro;
- 3 — azul oscuro.
La necesidad de una segunda alimentación foliar de nitrógeno durante la fase de emergencia se justificó por una disminución del contenido de nitrógeno por debajo de 2 puntos. La dosis se determinó de acuerdo con las recomendaciones (Vielemeyer und a. 1985; Jakob und a., 1986): de 0 a 1,4 puntos promedio durante la etapa de encabezamiento la dosis fue de 40-50 kg N/ha, de 1,5 a 2,4 puntos — 30-40 kg N/ha. La tercera alimentación con fertilizante nitrogenado se realizó en la fase de maduración a una dosis de 30 kg N/ha.
Diagnóstico de la hoja
El diagnóstico de la nutrición vegetal de las hojas consiste en el análisis bruto de la composición química de las hojas de toda la planta o de órganos individuales y en la comparación de los datos obtenidos con los valores de referencia, sobre la base de cuyos resultados se llega a una conclusión acerca de la disponibilidad de la nutrición mineral, teniendo en cuenta el estado, el crecimiento y el desarrollo de las plantas en una fase determinada.
Las muestras de plantas se seleccionan de zonas típicas de un campo determinado, es decir, con una cobertura de suelo característica y el estado de las plantas en determinadas fenofases.
El control de diagnóstico precoz, teniendo en cuenta las necesidades específicas de los cultivos por período de vegetación, es más informativo.
Cuando se analizan las plántulas, los brotes o las plantas jóvenes, se determina toda la parte sobre el suelo; en las plantas adultas, para la determinación de los nitratos, la parte inferior del tallo o los pecíolos de las hojas inferiores. Para la eliminación total de nutrientes, se analizan todos los órganos de la planta. Para el diagnóstico de las hojas, se pueden analizar los órganos indicadores que están sujetos a los mayores cambios en la composición química en función de las condiciones nutricionales. Por ejemplo, en las pruebas de campo con cultivos de cereales, una muestra mixta se compone de 50-70 hojas indicadoras.
Tabla. Contenido óptimo de nitrógeno, fósforo y potasio bruto de las plantas, en % sobre el peso absolutamente seco
| Trigo de invierno | Dar forma a los arbustos | Por encima del suelo | |||
| Hojas | |||||
| Tubo del tallo | Por encima del suelo | ||||
| Cebada | Dar forma a los arbustos | Por encima del suelo | |||
| Hojas | |||||
| Tubo del tallo | Hojas | ||||
| Trébol | Formación de flores | Por encima del suelo | |||
| Floración | Por encima del suelo | ||||
| Hojas | |||||
| Maíz | Germinación | Por encima del suelo | |||
| 3-5 hojas | Por encima del suelo | ||||
| Hojas | |||||
| 6-10 hojas | Hojas | ||||
| Remolacha azucarera | 4-6 hojas | Hojas | |||
| 10-18 hojas | Hojas | ||||
| Uniones en fila | Hojas del medio | ||||
| Patatas | Antes de la formación de la flor | Por encima del suelo | |||
| Hojas |
Para determinar la insuficiencia de elementos reciclables, se utiliza la hoja superior, completamente desarrollada; para los elementos con baja reciclabilidad, se analizan las hojas inferiores. Paralelamente, se analizan las raíces y se determina la proporción de nutrientes minerales en las hojas y las raíces.
Para el análisis exprés por el método Cerling se prepara una muestra mixta de 10-20 plantas enteras en la fase de ahijamiento y trompeta y de 20 plantas en las fases de espigado y floración. Para el control biométrico del crecimiento y desarrollo de las plantas, se toman 20 plantas, incluidas las raíces, de cada parcela experimental, 70-100 de cada parcela para el análisis bruto en los cultivos de producción, y 25-30 para el control biométrico. El muestreo se realiza en horas de la mañana, caminando a lo largo de las diagonales de la parcela, sin que se produzcan precipitaciones ni riegos durante los 2-3 días anteriores al muestreo.
El almacenamiento, el transporte, la preparación de las muestras y los análisis químicos de las plantas se realizan de acuerdo con los procedimientos establecidos.
El contenido admisible de nitratos en los productos agrícolas está establecido por la normativa sanitaria estatal. Por ejemplo, para las patatas la concentración de nitratos permitida es de 80 mg/kg de peso crudo o menos, para la col — no más de 300 mg/kg, los tomates — no más de 60 mg/kg, los pepinos — no más de 150 mg/kg, las zanahorias — no más de 300 mg/kg, los melones — no más de 45 mg/kg, la sandía — no más de 45 mg/kg, la remolacha de mesa — no más de 1400 mg/kg, las cebollas — no más de 60 mg/kg, el cebollino — no más de 400 mg/kg de peso crudo.
El control del contenido de nitratos debe realizarse con especial cuidado en las primeras fases de desarrollo de la planta y en los cultivos de hoja y verdes. Hacia el final de la temporada de cultivo, el contenido de nitratos disminuye. Su concentración es mayor en los pecíolos y en las venas centrales de las hojas, que se analizan. En los órganos reproductores y en los tejidos meristemáticos el contenido de nitratos es mínimo.
Las conclusiones sobre la disponibilidad de nutrientes de las plantas se extraen a partir del contenido relativo de nutrientes, así como de la acumulación total por parte de las hojas o de toda la planta, mediante la comparación con los datos de referencia.
El contenido de nutrientes de la planta se multiplica por el peso seco del cultivo por hectárea para determinar la eliminación de nutrientes de la planta. También se determinan las proporciones de los elementos para establecer el grado de equilibrio nutricional y se comparan con los datos de referencia.
Las dosis adoptadas en el sistema de fertilización para el rendimiento previsto se afinan en función de los resultados del diagnóstico de la planta:
D = A ⋅ Copt / Cfact,
donde D — dosis ajustada de fertilizante, kg a/ha; A — dosis media ajustada, kg/ha; Copt — contenido óptimo de nutrientes para la planta, % de materia seca; Cfact — contenido real de nutrientes para la planta, % de materia seca. La relación Copt/Cfact refleja el nivel de demanda de nutrientes de la planta.
Cuando la proporción de nutrientes está desequilibrada, la dosis de un nutriente puede ajustarse en relación con el otro.
Por ejemplo, con una deficiencia de nitrógeno y un exceso de fósforo, la dosis de nitrógeno especificada (DN) puede calcularse mediante la fórmula:
DN = (Nopt ⋅ Pfact) / (Nfact ⋅ Popt).
Del mismo modo, la dosis de fósforo (DP) en relación con el potasio puede calcularse mediante la fórmula:
DP = (Popt ⋅ Kfact) / (Pfact ⋅ Kopt).
El Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación (DRIS)
El Sistema Integrado de Diagnóstico y Recomendación (DRIS) fue desarrollado en Estados Unidos. Se basa en un enfoque probabilístico, basado en el hecho de que el equilibrio de nutrientes en los tejidos y órganos de las plantas está sujeto a patrones característicos. Al mismo tiempo, se supone que la relación de elementos tiene carácter informativo de diagnóstico y refleja mejor la disposición de las plantas.
En nuestro país, los primeros experimentos con el uso de este sistema, llamado Sistema Integrado de Diagnóstico Operativo (ISOD), se llevaron a cabo en el Instituto del Suelo que lleva el nombre de V.V. Dokuchaev.
El Sistema Integrado de Diagnóstico Operativo es un conjunto de métodos utilizados para diagnosticar las necesidades de fertilizantes, predecir la productividad de los cultivos y desarrollar modelos de suelos altamente fértiles. Los efectos de cada factor sobre los indicadores de productividad se expresan en índices. La base de cálculo del índice es el nivel óptimo del factor en cuestión.
La metodología del sistema se reduce a determinar la relación real de las cantidades de elementos nutritivos (N : P, N : K, K : P, N : Ca, N : Mg, etc.) en las hojas y a comparar los datos obtenidos con las normas, que son constantes para diferentes tipos de suelos. El índice muestra el grado de desviación del factor estudiado respecto al óptimo. El valor y el signo de los índices muestran el nivel de deficiencia de un elemento de un nutriente.
Ejemplo. Las normas de las relaciones N:P, N:K, K:P fueron obtenidas para la región de Moscú por Elnikov et al., 1986. El maíz se cultivó en chernozem lixiviado en diferentes condiciones climáticas en distintos años. Se tomaron para el análisis todas las hojas de maíz en la fase de floración. Según el método, en 1963, con un régimen de humedad favorable, en la variante sin fertilizantes, el suelo estaba insuficientemente provisto de nitrógeno, con un índice de -13,6, excesivamente provisto de potasio (índice +11,2) y cercano al óptimo en cuanto al fósforo (índice +2,4). Por lo tanto, había un fuerte desequilibrio de nutrientes: la suma de los índices sin signo (13,6 + 2,4 + 11,2) = 27,2. N60 redujo la deficiencia de nitrógeno pero aumentó la de fósforo (índice 5,8), mientras que el desequilibrio global fue elevado (suma de índices 18,6). La aplicación de P60 incrementó el suministro de fósforo y aumentó el déficit de nitrógeno. La aplicación de potasio equilibró los déficits de nitrógeno y fósforo, pero el desequilibrio general persistió.
Tabla. Dosis de fertilizantes y deficiencia de N, P y K en las hojas de maíz (por índices DRIS)
| Control (sin fertilizante) | |||||||
| N60P0K0 | |||||||
| N0P60K0 | |||||||
| N60P60K0 | |||||||
| N0P0K60 | |||||||
| N60P60K30 | |||||||
| N90P60K30 | |||||||
| N120P60K30 | |||||||
| N60P90K30 | |||||||
| N60P120K30 | |||||||
| N120P120K120 | |||||||
| Control (sin fertilizante) | |||||||
| N60P0K0 | |||||||
| N0P60K0 | |||||||
| N60P60K0 | |||||||
| N0P0K60 | |||||||
| N60P60K30 | |||||||
| N90P60K30 | |||||||
| N120P60K30 | |||||||
| N60P90K30 | |||||||
| N60P120K30 | |||||||
| N120P120K120 | |||||||
Nota. Los índices se calculan según las normas: N/P = 10,0, N/K = 1,26, K/P = 7,50 con coeficientes de variación de 10, 19, 15.
En un año seco, la eliminación del exceso de potasio o la reducción de su contenido al mínimo en ausencia de deficiencia de nitrógeno (opciones N120P60K30 y N120P120K120) condujo al mayor rendimiento de maíz, que corresponde plenamente a las características de la fertilidad del suelo en la opción sin fertilización. En las demás variantes se observó un mayor déficit de nitrógeno, lo que concuerda con la posición de la baja eficacia de los fertilizantes nitrogenados en los años de humedad desfavorable. En los experimentos, el rendimiento del maíz estuvo determinado por el equilibrio de los elementos de nutrición, que se manifestó en condiciones de humedad relativamente favorables.
Diagnóstico de nutrición vegetal funcional
La absorción de nutrientes no siempre se debe a que la planta los necesite. Este es el principal inconveniente de los métodos de diagnóstico químico. Además, una deficiencia o un exceso de elementos puede provocar una alteración en la absorción de otros nutrientes por parte de la planta. Por ejemplo, una deficiencia de fósforo provoca una acumulación de nitrato y una deficiencia de boro. Sin embargo, esto no tiene nada que ver con la nutrición de nitrógeno.
Los métodos de diagnóstico funcional permiten evaluar las necesidades de nutrientes de las plantas mediante la determinación de la intensidad de los procesos fisiológicos y bioquímicos. Por lo tanto, el nivel de suministro y la necesidad de nitrógeno están determinados por la capacidad de los tejidos para reducir los nitratos en nitritos, es decir, por la actividad de la enzima nitrato reductasa (Muravin, Slipchik, Pleshkov, 1978).
A.S. Pleshkov y B.A. Yagodin (1982) desarrollaron un método de diagnóstico para determinar la actividad fotoquímica de los cloroplastos, basado en la medición de la actividad fotoquímica de la suspensión de cloroplastos de una muestra media de hojas de plantas diagnosticadas, seguida de un análisis con adición de nutrientes. Cuando la actividad fotoquímica de la suspensión aumenta con la adición de un nutriente en comparación con el control, se concluye sobre la falta de este elemento, cuando disminuye — sobre el exceso, y cuando la actividad es la misma — sobre el contenido óptimo.
El método propuesto permite durante 40-50 minutos identificar las necesidades de las plantas en 12-15 macro y microelementos y hacer recomendaciones sobre la alimentación radicular y foliar. El método se ha introducido en 80 explotaciones de invernadero, incluidas las regiones de Moscú («Belaya Dacha») e Ivanovo («Teplichny»).
Diagnóstico del suelo
La composición granulométrica, el contenido de materia orgánica en el suelo, el contenido bruto de nutrientes, la capacidad de absorción cambian lentamente y sirven como característica de una diferencia particular del suelo.
El contenido de las formas móviles de los nutrientes, la reacción del suelo, la composición de los cationes absorbidos, el grado de saturación con bases cambian más rápidamente, especialmente bajo la influencia de los mejoradores y los fertilizantes. Por lo tanto, los estudios agroquímicos de los suelos sobre estos indicadores se llevan a cabo en determinados periodos, normalmente una vez cada dos años, o con mayor frecuencia, dependiendo de la cantidad de fertilizantes y mejoradores aplicados. Los resultados de estos estudios se presentan en forma de mapas agroquímicos, pasaportes de campo o cartogramas y se utilizan para determinar las normas, formas, plazos y métodos óptimos de aplicación de los fertilizantes, así como la necesidad y las dosis de los mejoradores.
El diagnóstico de la nutrición vegetal del suelo consiste en la determinación periódica de indicadores agroquímicos de los suelos que cambian con relativa rapidez. El diagnóstico de suelos permite el uso más racional de fertilizantes y mejoradores, maximizar su eficacia agrotécnica, económica y la seguridad medioambiental.
El indicador más dinámico determinado por el diagnóstico del suelo, que puede cambiar en varios días, es el contenido de formas minerales de nitrógeno. Por esta razón, este indicador no se utiliza para los mapas agroquímicos, la cartografía y los pasaportes de campo. Sin embargo, para un uso económico y ecológicamente seguro de los fertilizantes nitrogenados es necesario disponer de información anual sobre las existencias de formas minerales de nitrógeno.
En las regiones con suficiente y excesiva humedad el diagnóstico del suelo de las formas de nitrógeno se realiza antes de la aplicación de los fertilizantes nitrogenados, en las zonas con insuficiente humedad y clima árido — antes de la aplicación de otoño. Dependiendo de la profundidad de penetración de los sistemas radiculares de los cultivos, de los regímenes de agua y aire de los suelos durante la temporada de crecimiento, el contenido de formas minerales de nitrógeno se determina en las capas del suelo hasta 100, 150, 180 cm. Para la mayoría de las regiones agrícolas del país se ha establecido experimentalmente que el 60-80% del nitrógeno mineral de la capa de 0-180 cm se concentra en la capa de 0-60 cm. Para algunas regiones se han establecido los coeficientes de conversión de las existencias de nitrógeno mineral para las capas de 0-40, 0-60 cm en las capas de 0-100, 0-150 cm, etc.
Existen diversas variantes de corrección o cálculo de las dosis de fertilizantes nitrogenados en función de los resultados del diagnóstico de la nutrición nitrogenada mineral. En todas las variantes, las existencias de nitrógeno amoniacal y nítrico en un estrato específico se recalculan en kg/ha y, teniendo en cuenta los posibles coeficientes de utilización de nitrógeno por parte de los cultivos específicos, el valor recibido se deduce del valor de las necesidades totales de los cultivos.
Y.P. Zhukov, del Departamento de Agroquímica de la Academia de Agricultura de Moscú, propuso una modificación simplificada de la corrección de las dosis de fertilizantes nitrogenados. El nitrógeno mineral se determina antes de la aplicación de los fertilizantes nitrogenados en la capa labrada del suelo, es decir, 0-20 o 0-30 cm, el resultado recibido se recalcula en kg/ha y se deduce de la dosis establecida o de la necesidad total del cultivo en nitrógeno. Además, la incertidumbre de las condiciones meteorológicas no permite predecir con exactitud la estabilidad de las formas de nitrato y amoníaco en las capas profundas, especialmente porque las raíces no tienen tiempo de penetrar a una profundidad suficiente en el primer mes después de la siembra.
Literatura
Yagodin B.A., Zhukov Y.P., Kobzarenko V.I. Agrochemistry / Editado por B.A. Yagodin. — Moscú: Kolos, 2002. — 584 p.: ill.
