El Zinc (Zn), en la Nutrición de los Cultivos

El Zinc (Zn) es un micronutrimento esencial, ligeramente móvil en la planta, con funciones diversas y críticas. Es constituyente estructural y funcional de muchas enzimas. Participa en la síntesis y acción de proteínas (alrededor de 2,800 proteínas son dependientes del Zinc). Se requiere para la síntesis de carbohidratos durante la fotosíntesis y en la transformación de los azúcares en almidón (una deficiencia de Zinc reduce en un 50 – 70 % la fotosíntesis neta dependiendo del cultivo). Regula el nivel de auxinas a través de la síntesis del aminoácido triptófano (precursor de las auxinas). Juega un papel fundamental en la maduración y producción de semillas, a través de la formación y fertilidad del polen, por ello la deficiencia de Zinc tiene mayor efecto en el rendimiento del grano que en el desarrollo vegetativo. También ayuda al mantenimiento e integridad de las membranas celulares y aporta tolerancia a las plantas ante patógenos, especialmente los del suelo. En el mundo, el Zinc es considerado el micronutrimento más deficiente y necesario en los suelos y cultivos. Puede reducir los rendimientos en un 20 % sin manifestar síntomas (deficiencia oculta de Zinc). El maíz es el cultivo más sensible a las deficiencias de Zinc y también son altamente sensibles otros cereales como el arroz y trigo, y es particularmente importante en una gran cantidad de frutales como nogal, durazno, aguacate, manzano y otros.

 

Figura 1. Deficiencia de Zinc en los cultivos.

a.Maíz. Clorosis intervenal y bronceamiento de hojas cloróticas.
b.Frutales. Arrosetamiento y acortamiento de entrenudos.
c.Papa. Pobre crecimiento, hojas chicas y mal formadas.
d.Vid. Sarmientos cortos y mal formados.
e.Aguacate. Clorosis intervenal.

Los síntomas son variables en cuanto a la especie y a la severidad de la deficiencia.

En los suelos este micronutrimento es poco móvil y su contenido total normalmente varía de 10 – 300 mg.kg-1 (ppm), con un promedio de 50 mg.kg-1. En suelos arenosos suele ser deficiente, mientras que en los arcillosos normalmente existe mayor concentración por la capacidad de adsorción y retención. Del contenido total de Zinc, solo el que está en la solución del suelo y el que puede ser fácilmente desadsorbido es disponible para las plantas (4 a 270 μg.L-1), pero también es fácilmente lixiviado como sucede en los suelos tropicales. El Zinc es absorbido principalmente en forma Zn2+ o, en condiciones de pH alto, como ZnOH+.

Un pH alto (? 7.4) reduce la disponibilidad de Zinc debido a un incremento en la capacidad de adsorción, presencia de formas hidrolizadas de Zinc y una posible adsorción por el carbonato de calcio. Por lo tanto los suelos alcalinos, calcáreos y con alto contenido de calcio, tienden a ser más deficientes en Zinc que los suelos neutros o ligeramente ácidos. La mineralización de la materia orgánica aumenta su disponibilidad al formar complejos orgánicos móviles que la planta puede absorber. Su disponibilidad disminuye con altos niveles de fósforo (P) y cobre (Cu). Más recientemente, el uso de fertilizantes más puros, los mayores potenciales de rendimiento de los cultivos y la ausencia de fertilización con este microelemento, han incrementado las deficiencias de Zinc en los suelos. Por otro lado los excesos de fosforo reducen la infección de las micorrizas, lo que afecta significativamente la absorción de Zinc. El hierro (Fe) y manganeso (Mn) en altas concentraciones también inhiben la absorción de Zinc, posiblemente por la competencia en el sistema de transporte al interior de la planta. El uso de fertilizantes nitrogenados amoniacales provoca el efecto contrario, ya que favorece la disponibilidad de Zinc al acidificar el suelo, resultando en una desadsorción del Zinc. Otros factores que también reducen la disponibilidad del Zinc es la remoción de la capa arable del suelo por la nivelación, o por la erosión. En los suelos fríos también suele ocurrir una reducción en la disponibilidad de este micronutrimento.

Independientemente de la estrategia a seguir para corregir una deficiencia de Zinc, el análisis de suelo es fundamental para determinar cuándo y en qué forma se debe realizar una aplicación de fertilizantes con Zinc, y asegurar que no ocurra una deficiencia en el cultivo, ni se acumule en el suelo a niveles excesivos. El método más eficiente y que Fertilab emplea para la extracción de Zinc es donde el ácido dietilentriaminopentacético–trietanolamina (DTPA-TEA) es el agente quelante y la determinación de la concentración de Zinc se mide por Espectrofotometría de Absorción Atómica (AES). En el Cuadro 1 se muestran los niveles de interpretación del Zinc en el suelo. Otros métodos de diagnóstico del Zinc, como el uso del método de Melich 3 o del HCl, no son eficientes para lograr este propósito, por lo que se recomienda recurrir siempre al método del DTPA y evitar procedimientos de análisis que pueden resultar más baratos, pero que resultan ineficientes en el diagnóstico.

Las principales fuentes de fertilizantes con Zinc incluyen compuestos inorgánicos y quelatos sintéticos (Cuadro 2). Entre las fuentes inorgánicas, el sulfato de Zinc es la más utilizada y también la más recomendada. El óxido de Zinc es una buena opción para suelos de pH ácido. La solubilidad garantiza efectividad, en este caso, a mayor solubilidad mayor efectividad de la fuente. En los quelatos, la sal di-sódica de Zn-EDTA (Na2Zn-EDTA) es la fuente más estable y utilizada en suelo, fertirriego e hidroponía con soluciones concentradas de fertilizantes. Normalmente los quelatos son de 2 a 5 veces más disponibles que el sulfato de Zinc cuando se aplican al suelo, pero suelen ser muy caros, sin embargo en aplicaciones foliares la mejor alternativa es el uso de sulfato de Zinc grado soluble, aunque también se puede usar el nitrato de Zinc con resultados muy satisfactorios. Alternativamente materiales orgánicos como gallinaza, estiércol o composta, contiene una cantidad significativa de Zinc y pequeñas cantidades de cobre (Cu) y boro (B), además de otros nutrimentos.

Las necesidades de Zinc por los cultivos son muy variables dependiendo de la especie, incluso de las variedades. Normalmente una alta sensibilidad a la deficiencia de Zn se refleja en una alta respuesta a la adición de fertilizantes con Zinc, cuando este micronutrimento es deficiente en el suelo (Cuadro 3).

Las dosis mayores se usan en cultivos que son particularmente sensibles a la deficiencia de Zinc (maíz, sorgo, arroz, etc.). La dosis está determinada por el pH del suelo, el grado de deficiencia y el cultivo (Cuadro 4). Otros factores que también modifican la dosis de aplicación son la fuente de Zinc utilizada (solubilidad) y el método de aplicación. Para cultivos como el maíz, las aplicaciones en banda son más eficientes y puede reducir significativamente la cantidad de fertilizante de Zinc requerido. Normalmente las dosis al suelo son del orden de 3 a 18 kg de Zn/ha. El sulfato de Zinc es la fuente más empleada. Dosis elevadas de Zinc pueden tener efecto durante varios años ya que usualmente se queda en el suelo un nivel alto de Zinc.

Se recomienda evitar el uso de óxidos de Zinc en suelos alcalinos, pues es una fuente muy poco soluble en tales condiciones. Esta fuente solo se debe de utilizar en suelos ácidos. En suelos no alcalinos la fuente ideal de Zinc es el sulfato de Zinc granulado. Cuando se emplean quelatos se reduce considerablemente la dosis, por ejemplo el uso de Zn-EDTA se puede aplicar al suelo a una dosis de 0.5–2 kg/ha del producto. En general, al usar Zn-EDTA se deben aplicar dosis 10 a 20 veces menores a las del sulfato de Zinc en base a kg de producto. En el Cuadro 5 se dan a conocer las recomendaciones de Fertilab para la aplicación de Zinc al suelo, para diferentes metas de rendimiento en el cultivo de maíz y para el rango de concentraciones de Zinc en suelo. Fertilab ha desarrollado y perfeccionado esta información durante varios años de experiencia e investigación.

Los síntomas visuales en las plantas suelen ser útiles para diagnosticar la deficiencia de Zinc, pero como se mencionó anteriormente, en muchos cultivos existen perdidas de rendimiento hasta en un 20 % sin alguna sintomatología visual, de manera que el análisis de tejido vegetal es la mejor herramienta para determinar si el nivel del Zinc en las plantas es el adecuado, y descartar si los factores del suelo y planta están afectando su disponibilidad y absorción.

El tejido vegetal en el laboratorio es lavado, secado y molido para después digerirlo con ácidos calientes y concentrados, y finalmente la solución digerida se analiza mediante Espectrofotometría de Absorción Atómica (AES) o ICP, para determinar el contenido de Zinc. Como regla general ? 20 mg/kg de Zinc (ppm) en las hojas más recientemente maduras (HMRM) de la planta, es un indicador de deficiencia, sin embargo, existe variación dependiendo de la especie, donde los valores críticos de Zinc van de 7 – 32 ppm.

La fertilización foliar con Zinc es común en árboles frutales (p. ej. nogal, aguacate y cítricos), aunque también es factible realizarlo en muchos cultivos, sobre todo en los de mayor demanda. Se recomiendan dosis de 0.4 – 1.5 kg de Zn/ha, dependiendo de la cantidad de agua a utilizar, cultivo y etapa fenológica. En base a producto es recomendable no sobrepasar el 0.5 % de sulfato de Zinc. La aplicación conjunta con nitrato de potasio (KNO3) al 1–2 % es recomendable por los efectos sinérgicos del Zinc con el N y K. Las fuentes más utilizadas para aplicaciones foliares son el sulfato de Zinc y el nitrato de Zinc, en dosis que van de 0.2 a 0.3 % de Zinc, pero también se usan los quelatos de Zinc, aunque la efectividad de estos productos depende del manejo del pH en la solución a aplicar, para garantizar la estabilidad del quelato. Las dosis de Zn-EDTA van de 0.25 – 0.5 kg/ha del producto, a una concentración menor del 1 % (1 g/l). Es importante siempre realizar pruebas previas, si es la primera vez que se realiza una aplicación foliar de cualquier producto fertilizante.

La deficiencia de Zinc es un problema global que reduce los rendimientos de los cultivos, pero también es problema en la nutrición de los humanos, ya que cerca de un tercio de la población mundial está bajo riesgo de padecer deficiencia de Zinc. En algunos países pobres de África el rango de deficiencia va del 4 – 73 % de sus habitantes.