LA ESENCIALIDAD DEL HIERRO EN LA NUTRICIÓN VEGETAL • ARTÍCULO TÉCNICO
es tomado por la planta desde los minerales primarios y secundarios que lo contienen , como los minerales ferromagnesianos -la Biotita , Clorita , Hornblenda , Piroxeno y Olivino- .
En la solución del suelo , lo conseguimos en sus formas iónicas Fe + 3 férrica ; en su forma ferrosa Fe + 2 ; y como hidróxido Fe ( OH ) 2
, dependiendo de las condiciones de aireación o de reducción que haya en el suelo , y de allí lo toman las plantas . La solubilidad de los minerales que contienen hierro es muy baja , ya que el hierro que está en el rango de pH 7 a 8 es muy poco soluble y no alcanza a satisfacer las necesidades de las plantas . La disponibilidad del hierro aumenta a pH más bajo ; esto evidencia que debe existir otra forma de tomar el hierro de la solución del suelo , en forma de quelatos , que se forman de manera natural con compuestos orgánicos que se encuentran en el suelo , aumentando su solubilidad y haciéndolo disponible para las plantas . Esta tendencia del hierro a formar quelatos complejos y su aptitud para cambiar su valencia son las dos características más importantes en las que se basan sus numerosos efectos fisiológicos ( Barber , 1995 ). Principalmente es absorbido en forma catiónica como Fe + 2 , de modo que el Fe + 3 necesita ser reducido desde la superficie de las raíces para ser transportado al interior de la planta hacia el citoplasma ( Welch , R . M . 1995 ). El proceso de conversión de la forma férrica a la ferrosa , y viceversa , implica la ganancia o pérdida de un electrón :
Fe + 3 + e - Fe + 2
En esta ecuación vemos cómo el Fe + 3 en la forma férrica gana un electrón y pasa a la forma ferrosa Fe + 2 . Estos electrones pueden provenir de moléculas orgánicas . El proceso de óxido reducción genera un potencial electrónico para sacar adelante las reacciones enzimáticas , tales como la reducción del nitrógeno , la síntesis de ferredoxina y la síntesis de clorofila , necesarias para la fotosíntesis y que dependen de la disponibilidad de hierro , que está asociado al desarrollo de los cloroplastos ya que el 80 % del hierro está ubicado en estos organelos del citosol de las células vegetales . El hierro forma fácilmente complejos con varios ligandos , y por esto modula su potencial redox .
Principales funciones del hierro
• Promueve la formación de clorofila .
• Participa en el mecanismo enzimático que opera en el sistema de respiración celular y que actúa en las reacciones que involucran la división celular y el crecimiento .
• Alrededor del 90 % del hierro en la célula está en los cloroplastos y en las mitocondrias ya que estos son los organelos relacionados con la fotosíntesis y con la respiración .
• El Fe forma parte de pigmentos como las porfirinas , la ferrodoxina y el citocromo C .
• El hierro se acumula en los cloroplastos en forma de Fitoferritina .
• Los dos principales grupos de proteínas que contienen hierro son las proteínas hemo y las proteínas Fe-S . Las proteínas hemo-porfirina , por ejemplo , facilitan el transporte de los electrones en la respiración . Otras proteínas hemo incluyen la citocromo oxidasa , catalasa , peroxidasa y leghemoglobina , una proteína que confiere el color rosado a los nódulos en las raíces de las leguminosas ( Barker y Pilbeam , 2006 ). La biosíntesis de la clorofila comparte la misma vía de biosíntesis de las proteínas hemo a protoporfirina y a pesar de que la clorofila es una molécula que no contiene Fe , necesita de este micronutriente en tres periodos de su biosíntesis ( Kirkby y Römheld , 2007 ).
• El rango de suficiencia en la mayoría de cultivos está entre 50 y 250 mg / kg -1 , presentando deficiencia cuando está en niveles menores de 50 mg / kg -1 . En tejido foliar de especies ornamentales , el contenido de hierro puede oscilar de 50 a 300 ppm , siendo para clavel de 50 a 150 ppm el nivel adecuado en hojas ( Ortega , 2008 ; Price , 1986 ).
Factores que influyen en la disponibilidad de hierro para las plantas
CaCO 3
+ CO 2 + H 2
O Fe ( OH ) 3
+ 3H +
Ca + 2 + 2HCO 3 pH alto
__
Fe + 3 + 3H 2 O
• En la ecuación se ilustra la disolución del carbonato de calcio y la formación del bicarbonato relacionado con la condición de pH alto en la solución del suelo . Bajo estas condiciones , la reacción de disolución del hierro va hacia la izquierda . Cuando hay condiciones de acidez se origina el ión férrico , que es el que puede tomar la planta , pero en presencia de carbonatos de calcio , es decir , en suelos calcáreos , el que predomina es el oxihidróxido férrico , FeO ( OH ) porque la concentración del hidrogenión va a descender . Esto es más grave en condiciones de exceso de agua y en suelos calcáreos donde hay compactación y limitaciones en el drenaje .
• Por otro lado , en suelos bien drenados hay respuesta a la aplicación de materia orgánica aumentando la disponibilidad de hierro por la formación de quelatos con los compuestos orgánicos .
• La interacción del Fe con otros nutrientes que estén en altas concentraciones como el Cu , Mn , Zn y Mo puede limitar la disponibilidad del Fe , posiblemente por la competencia entre estos nutrientes por los transportadores hacia las células . También existe una interacción entre el Fe y el fosforo porque se pueden formar precipitados de hierro o de fosforo dependiendo el elemento que esté en exceso .
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