La nutrición vegetal es el estudio de los elementos y compuestos químicos necesarios para el crecimiento de las plantas, el metabolismo de las plantas y su suministro externo. En su ausencia, la planta es incapaz de completar un ciclo de vida normal, o el elemento es parte de algún constituyente o metabolito esencial de la planta. Esto está de acuerdo con la ley del mínimo de Justus von Liebig . [1] El total de nutrientes esenciales para las plantas incluye diecisiete elementos diferentes: carbono , oxígeno e hidrógeno que se absorben del aire, mientras que otros nutrientes, incluido el nitrógeno, se obtienen típicamente del suelo (las excepciones incluyen algunos parásitos oplantas carnívoras ).
Estos elementos permanecen debajo del suelo como sales , por lo que las plantas los absorben como iones . Los macronutrientes se absorben en mayores cantidades; hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono contribuyen a más del 95% de la biomasa total de una planta en base al peso de la materia seca. Los micronutrientes están presentes en el tejido vegetal en cantidades medidas en partes por millón, que van desde 0,1 [3] hasta 200 ppm, o menos del 0,02 % del peso seco. [4]
La mayoría de las condiciones del suelo en todo el mundo pueden proporcionar a las plantas adaptadas a ese clima y suelo la nutrición suficiente para un ciclo de vida completo, sin la adición de nutrientes como fertilizante . Sin embargo, si se cultiva el suelo, es necesario modificar artificialmente la fertilidad del suelo mediante la adición de fertilizantes para promover un crecimiento vigoroso y aumentar o mantener el rendimiento. Esto se hace porque, incluso con agua y luz adecuadas, la deficiencia de nutrientes puede limitar el crecimiento y el rendimiento de los cultivos.
El carbono , el hidrógeno y el oxígeno son los nutrientes básicos que las plantas reciben del aire y el agua. Justus von Liebig demostró en 1840 que las plantas necesitaban nitrógeno , potasio y fósforo . La ley del mínimo de Liebig establece que el crecimiento de una planta está limitado por la deficiencia de nutrientes. [5] Arnon y Stout utilizaron el cultivo de plantas en medios distintos al suelo en 1939 para demostrar que el molibdeno era esencial para el crecimiento del tomate .
Las plantas toman elementos esenciales del suelo a través de sus raíces y del aire (principalmente nitrógeno y oxígeno) a través de sus hojas. La absorción de nutrientes en el suelo se logra mediante el intercambio de cationes , en el que los pelos de las raíces bombean iones de hidrógeno (H + ) al suelo a través de bombas de protones . Estos iones de hidrógeno desplazan a los cationes adheridos a las partículas del suelo cargadas negativamente para que los cationes estén disponibles para que las raíces los absorban. En las hojas, los estomas se abren para absorber dióxido de carbono y expulsar oxígeno. Las moléculas de dióxido de carbono se utilizan como fuente de carbono en la fotosíntesis .
La raíz , especialmente el pelo de la raíz, es el órgano esencial para la absorción de nutrientes. La estructura y la arquitectura de la raíz pueden alterar la tasa de absorción de nutrientes. Los iones de nutrientes se transportan al centro de la raíz, la estela , para que los nutrientes lleguen a los tejidos conductores, el xilema y el floema. [6] La tira de Casparian , una pared celular fuera de la estela pero en la raíz, evita el flujo pasivo de agua y nutrientes, lo que ayuda a regular la absorción de nutrientes y agua. El xilema mueve el agua y los iones minerales en la planta y el floema representa el transporte de moléculas orgánicas. Potencial de aguajuega un papel clave en la absorción de nutrientes de una planta. Si el potencial hídrico es más negativo en la planta que en los suelos circundantes, los nutrientes se moverán de la región de mayor concentración de solutos, en el suelo, al área de menor concentración de solutos, en la planta.
