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8.2 Nutrientes secundarios y micronutrientes

Calcio y magnesioQuímica Agrícola

Grado en Ingeniería Agrícola, ETSIA (Universidad de Sevilla)

Antonio JordánDpto. de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola

Dinámica del calcio en el suelo

Aportes

• Solubilización o alteración de la roca.

• Carbonatos secundarios.

Formas

• Sales inorgánicas:

• Minerales primarios.

• Compuestos cálcicos secundarios.

• Biomasa.

• Materia orgánica.

• Adsorbido al complejo coloidal.

Pérdidas

• Extracción por el cultivo.

• Migración de coloides.

• Lavado.

• Erosión.

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El calcio en el suelo

El calcio del suelo procede exclusivamente de la roca.

El contenido de Ca en el suelo se expresa como proporción de CaO: CaO = 1.4 Ca.

El contenido de calcio en los suelos es muy variable, aunque, como promedio, oscila entre 0.1 y 25%.

Normalmente se encuentra formando parte de sales inorgánicas.

Minerales de calcio

Nombre Fórmula

Calcita CO3Ca

Dolomita CO3Ca · CO3Mg

Fluorapatito cálcico 3 (PO4)2Ca3 · F2Ca

Hidroxiapatito cálcico 3 (PO4)2Ca3 · Ca(OH)2

Oxiapatito cálcico 3 (PO4)2Ca3 · CaO

Carbonoapatito cálcico 3 (PO4)2Ca3 · CO3Ca

Yeso CaSO4 · 2 H2O

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Yeso (Francia), Didier Descouens /Wikimedia Commons

Calcita, Rob Lavinsky /iRocks,com - Wikimedia Commons

Hidroxiapatito, Rob Lavinsky / iRocks,com - Wikimedia Commons

Fluorapatito, Rob Lavinsky /iRocks,com - Wikimedia Commons

Dolomita, Didier Descouens /Wikimedia Commons

Cerro del Hierro (Cazalla de la Sierra, Sevilla), Antonio Jordán / Imaggeo

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Disolución de la roca caliza en la Sierra de Tramuntana (Mallorca), Antonio Jordán / Imaggeo

Afloramiento de mármol (Almadén de la Plata, Sevilla), Juan Carlos Prieto / Imaggeo

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Roca caliza en los Alpes (Nueva Zelanda), Jana Eichel / Imaggeo

Carbonatos secundarios (Valencia), Antonio Jordán / Imaggeo

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Yeso (Alcalá de los Gazules), Antonio Jordán / Imaggeo

Rocasedimentaria

SilicatosMateriaorgánica

Coloides

Carbonatossecundarios

Ca2+

Lavado /erosión

Lluvia

Migración

El calcio en el suelo

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El calcio en la planta

El calcio se absorbe como catión Ca2+, y es el segundo elemento más importante en la composición de la planta, tras el potasio. En menor proporción, también se puede absorber directamente por las raíces desde el complejo coloidal.

El calcio se encuentra en las plantas en forma soluble, como sulfato cálcico (SO4Ca), o insoluble, como fosfato cálcico ((PO4)2Ca3) o carbonato cálcico (CO3Ca). Además puede encontrarse en forma orgánica (oxalatos y pectatos) en leguminosas, crucíferas y remolacha azucarera.

En las plantas jóvenes se encuentra en el protoplasma y las membranas celulares, mientras que en las adultas, se encuentra también en forma de oxalato cálcico almacenado en vacuolas. También se le encuentra en las semillas, en tubérculos y rizomas.

El calcio se encuentra en mayor proporción en las hojas y tallos. Su contenido en el tejido vegetal es muy variable, dependiendo tanto de la especie como de la cantidad de calcio asimilable del suelo.

Incluso en forma soluble, el calcio se desplaza lentamente por el tejido vegetal, de modo que se acumula preferentemente en órganos viejos.

El calcio en la planta

Calcio

Pared celular (proto-

pectina)

Mem-branacelular

Lecitinas

Ácido fosfatídico

Raíces Multipli-cacióncelular

Neutraliza-ción de hidroge-niones

Mitosis

Activación enzi-

mática

Regula-ción de la

acidez celular

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El calcio en la planta: deficiencia y exceso

Deficiencia

• Se producen principalmente en suelos ácidos o sódicos.

• Los síntomas se observan primero en órganos jóvenes.

• Clorosis en hojas.

• Rizado de las hojas.

• Necrosis en los bordes de las hojas.

• Menor crecimiento de la raíz.

Exceso

• Normalmente, el exceso se produce por fertilización excesiva con sulfato o nitrato cálcico, el riego con aguas duras o el encalado excesivo.

• Antagonismo con K (síntomas de deficiencia de K).

• Clorosis férrica.

• Inmovilización de Zn, Cu o P.

Fertilizantes cálcicos

Nitrato de amonio calcáreo

• 5 – 13% Ca.

Nitrato de calcio, Ca(NO3)2

• 19 – 36% Ca.

Cloruro de calcio, CaCl

• 36% Ca.

Superfosfato simple

Ca(H2PO4)2 + CaSO4

Hidróxido de magnesio, Mg(OH)2

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El magnesio en el suelo

El Mg constituye aproximadamente el 2.3% de la corteza terrestre.

El contenido de Mg en el suelo se expresa como proporción de MgO: MgO = 1.66 Mg.

El magnesio se encuentra formando parte de arcillas como la clorita, la vermiculita, la ilita o la montmorillontia.

También forma parte de otros silicatos y sales inorgánicas. En los suelos formados sobre rocas ultrabásicas (como peridotitas, serpentinitas o basaltos) el magnesio predomina sobre el calcio en la composición de la roca y en el complejo coloidal.

El magnesio se libera en el suelo tras la descomposición de estos minerales, así como por la mineralización de la materia orgánica que llega al suelo.

Al igual que ocurre con el calcio, puede perderse por: Lixiviación. Absorción por la biomasa. Fijación por los coloides. Reprecipitación en forma de sales secundarias.

Dinámica del magnesio en el suelo

Aportes

• Descomposiciónde la roca.

• Mineralización de la materia orgánica.

Formas

• Forma catiónica soluble (Mg2+).

• Parte estructural de minerales.

• Fuertemente retenido por las arcillas.

• Adsorbido por las arcillas.

Pérdidas

• Extracción por el cultivo y acumulación en las semillas.

• Fijación por los coloides.

• Migración de coloides.

• Lavado.

• Erosión.

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Minerales primarios de magnesio

Nombre Fórmula

Biotita K(Mg, Fe)3AlSi3O10(OH, F)2

Serpentinita Si2O9Mg3H4

Olivino SiO4FeMg

Magnesita CO3Mg

Dolomita CO3Ca·CO3Mg

Sulfato de magnesio MgSO4

Biotita, Rob Lavinsky /iRocks,com - Wikimedia Commons

Magnesita, Rob Lavinsky / iRocks,com - Wikimedia Commons

Olivino, Rob Lavinsky /iRocks,com - Wikimedia Commons

Serpentinita, Piotr Sosnowski /Wikimedia Commons

Dolomita, Didier Descouens /Wikimedia Commons

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Serpentinita fracturada (EEUU), David Tanner / Imaggeo

Suelo sobre peridotitas (Sierra de Ojén, Málaga), Antonio Jordán / Imaggeo

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Vermiculita (Sierra de Ojén, Málaga), Antonio Jordán / Imaggeo

Peridotitas (Sierra Bermeja, Málaga), Antonio Jordán

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El magnesio en el suelo

Lavado / erosión

Fertilizante

Mg lentamente asimilable

(intercambiable)

Mg lentamente asimilable

(no intercambiable)Mg soluble

Materia orgánica

Liberación

Fijación

Desorción

Adsorción

Absorción

Mineralización

Coloides del sueloRoca (minerales primarios y

secundarios)

Magnesio fuertemente retenido en arcillas

Mg2+ · H2O Mg2+ · H2O Hidróxidos de Mg y Al polimerizados 14 Å

Vermiculita Clorita

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Efecto de la fertilización sin magnesio

Mg2+

H+

Bases de cambio procedentes del

fertilizante

Mg2+

Mg2+

Mg2+

Mg2+

Mg2+

Mg2+

Mg2+

Lavado

El magnesio en la planta

El magnesio se encuentra en la planta como Mg2+, y constituye un 0.5% aproximadamente del peso seco de la planta.

El magnesio desempeña funciones muy importantes en la fisiología vegetal: Constituyente de moléculas implicadas en la

fotosíntesis.

Coenzima implicado en numerosas reacciones metabólicas.

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El magnesio en la planta

Magnesio

Constituyente de la clorofila

Constituyente de sustancias

de reserva

Transformación de hexosas fosforiladas

Glucolisis

Ciclo de los ácidos

tricarboxílicos

Síntesis de ácidos nucleicos

El magnesio en la planta

Clorofila b

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El magnesio en la planta: deficiencia y exceso

Deficiencia

• Pueden presentarse en suelos ácidos (pH < 5) y/o lavados.

• Normalmente, se deben a errores de manejo más que a deficiencias reales.

• El Ca, K y Na presentan antagonismo con el Mg.

• Los síntomas se manifiestan primero en las hojas más viejas.

• Clorosis internerviales.

• Necrosis.

• Color rojo o púrpura brillante.

• Caída prematura de hojas viejas (enfermedad del pincel).

Exceso

• No hay síntomas claros ni bien conocidos.

• Parece producirse sólo cuando se aplica exceso de magnesio a suelos pobres en calcio.

• En cultivos hidropónicos:

• Necrosis.

• Deformaciones en las hojas jóvenes.

• Daños en las raíces.

Fertilizantes magnésicos

Nitrato de magnesio, Mg(NO3)2

•15.5 – 16% Mg.

•Soluble en agua. Se aplica en dilución.

•Aplicación directa o foliar.

Óxido de magnesio, MgO

Sulfato de magnesio (kierserita), MgSO4 · H2O

•18.3% Mg.

Cloruro de magnesio, MgCl2Hidróxido de magnesio,

Mg(OH)2

Sal de Epson, MgSO4 · 7 H2O

•15% Mg.

Quelato de magnesio

•2.5% Mg.