La importancia de las raíces para la productividad del huerto

FISIOLOGÍA DE LA ABSORCIÓN DE AGUA Y NUTRIENTES

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Las raíces cumplen la función de absorber agua y nutrientes desde el suelo, pero además son importantes para que el árbol resista eventos de estrés, ya que así mismo son reservorios de energía y nutrientes. El suelo es heterogéneo y dinámico y cada vez hay más evidencia de su intensa interacción con las raíces de las plantas.

Artículo desarrollado por Agrilink para PEC Magazine

Los sistemas radiculares son mucho más que el soporte estructural del árbol. Por un lado, las raíces cumplen la función de absorber agua y nutrientes desde el suelo y, por otro lado, también son importantes para que el árbol pueda resistir eventos de estrés. Esto pues las raíces actúan como reservorio de energía y nutrientes de que podrá disponer la planta en temporadas posteriores.

Sin embargo, las raíces no solo son funcionales para la planta ya que también participan activamente de la ecología del suelo. Los sistemas radiculares interactúan con los distintos microorganismos del suelo y en el proceso modifican las poblaciones microbianas de su entorno edáfico.

Los sistemas de raíces, así mismo, son extraordinariamente flexibles ya que su crecimiento, respecto de forma y tamaño, estará determinado por el entorno radicular y su incidencia en el desarrollo de raíces laterales o primarias. Factores tales como sistema de riego, textura de suelo, temperatura del mismo, portainjerto, presencia o no de napa freática, entre otros, incidirán en la estructura final del sistema radicular.

Entre los diferentes tipos de raíces se distinguen raíces finas y raíces estructurales. Las raíces finas o pelos radiculares presentan un ciclo anual y cumplen la función clave de absorber a

Dr. Lee Kalcsits.

gua y nutrientes desde el suelo. Por su parte, las raíces estructurales o pioneras se mantienen año tras año y son las encargadas de expandir el sistema radicular lateralmente o en profundidad.

MECANISMOS DE ABSORCIÓN DE AGUA Y NUTRIENTES

La extracción de nutrientes desde el suelo se produce por tres mecanismos básicos, intercepción, difusión y flujo de masas. El primero corresponde a cuando -durante su desarrollo- las raíces van interceptando los nutrientes presentes en el perfil, la difusión ocurre en base a las gradientes de concentración de los nutrientes en la solución del suelo, en tanto que el flujo de masas es cuando los nutrientes son acarreados por el agua hasta las raíces. No todos los nutrientes se incorporan a la planta mediante del mismo proceso. En el caso del fosforo, por ejemplo, este solo es absorbido mediante intercepción.

El proceso de extracción de nutrientes del suelo ocurre principalmente por medio de los pelos radiculares, los que corresponden a raíces blancas y jóvenes que al ir madurando van tornándose de color marrón y perdiendo su capacidad para absorber los nutrientes.

Tanto el medioambiente edáfico como los diferentes tipos de nutrientes pueden afectar la disponibilidad de los elementos nutritivos en el perfil de suelo. Es importante recordar que el pH juega un papel importante en la disponibilidad de los distintos macro y micronutrientes. Para que intercambiar cationes, como los de calcio (Ca⁺²) y magnesio (Mg⁺²), con la solución del suelo, las raíces deben exudar protones. Este proceso acidifica la solución del suelo provocando que estos nutrientes ya no estén disponibles para la planta y en cambio comience a absorber elementos tales como hierro, manganeso y boro, los que por sobre ciertos umbrales, resultan dañinos para la planta. Por esto es fundamental mantener un pH equilibrado del suelo.

Figura 1: Esquema del efecto de las distancias desde la raíz y la capacidad de absorber nutrientes

Una vez que los nutrientes ingresan a la planta, estos son transportados a través de las células o el espacio intercelular. Luego, dependiendo del nutriente, estos seguirán distintas vías para llegar al xilema o al floema, para posteriormente ser utilizados por la planta.

LAS SITUACIONES DE ESTRÉS AFECTAN EL CRECIMIENTO RADICULAR

Cuando las plantas son sometidas a situaciones estresantes no desarrollan nuevas raíces laterales que permitan mantener el crecimiento vegetativo haciendo que los árboles sean más fuertes y resistentes. Si las condiciones de estrés llegan a ser muy desfavorables para la planta el sistema radicular incluso perderá las raíces laterales, lo que lo hará más susceptible a infecciones y puede llevar a sufrir un estrés biótico (enfermedades).

Existen diferentes tipos de estrés bióticos y abióticos que pueden afectar el desarrollo de las raíces. Las condiciones ambientales son las que provocan el estrés abiótico. Por ejemplo, aumentar la temperatura del suelo puede desencadenar problemas de disponibilidad de oxígeno y dificultar la respiración radicular, lo que incidirá es un costo energético para las raíces. Así mismo, la composición de nutrientes y sus respectivas concentraciones en la solución del suelo incidirá -por diferentes vías- en el crecimiento de las raíces. Por ejemplo, una alta concentración de nitrógeno aumentará el crecimiento de las raíces pivotantes, pero postergará el crecimiento de las raíces laterales. Las condiciones de anegamiento producirán problemas fitosanitarios y además limitarán la oxigenación de las raíces (anoxia). Por otro lado, un estrés biótico ocasionado por la presencia de microrganismo desfavorables en la rizosfera, como los nematodos fitoparásitos, así mismo disminuirá la capacidad del cultivo de extraer nutrientes.

LAS RAÍCES EN LA ECOLOGÍA DEL SUELO

Historia de vida de raíces de cerezo ´Bing’ sobre Gisela 6 en la zona central de Chile. Período correspondiente al primer peak de crecimiento radical. Fuente: Tesis doctoral P. Artacho.

Por lo general cuando se arranca del suelo un sistema radicular, una gran cantidad de tierra permanece adherida a la estructura. Este volumen de suelo -próximo a las raíces- se conoce como rizosfera y es una zona donde interactúan las raíces con los microorganismos que habitan en ese entorno. Es decir, corresponde a una zona realmente activa en la que existe una gran diversidad microbiana. Las raíces exudan carbohidratos, sustancias químicas que promueven o inhiben el desarrollo de especies de microorganismos, los que pueden ser beneficiosos o perjudiciales para el cultivo. Estos pueden afectar la disponibilidad de nutrientes de forma positiva o negativa. Así mismo afectará la tolerancia al estrés, la tolerancia a la sequía, la absorción y fijación de nutrientes, etc. Cada vez hay más evidencia de la intensa interacción entre el suelo y las raíces de las plantas, lo que está demostrando ser extraordinariamente importante por su impacto en el ciclo de los nutrientes.

Cuando se observan plantas silvestres extraídas de un bosque, por ejemplo, vemos que sus raíces presentan una gran diversidad de asociaciones microbianas. Estas corresponden principalmente a asociaciones sinérgicas de hongos y raíces. Es decir, son relaciones simbióticas en que ambos organismos se benefician de la interacción. El árbol se beneficia al tener una mayor superficie de absorción de agua y nutrientes poco móviles o inmóviles, como es el caso del fosforo, y por su parte el hongo obtiene sustancias nutritivas y energía de los vegetales. Gran parte de estas interacciones aun no se comprenden lo suficiente como para sacar conclusiones sobre la utilidad que esto podría tener en el contexto de un huerto comercial, especialmente en lo que se refiere a la producción de fruta de los árboles.

LA DINÁMICA DE LOS NUTRIENTES EN LA PLANTA

Luego de que los nutrientes entran en la planta, antes de alcanzar los frutos o las hojas en desarrollo, es necesario considerar que los elementos nutricionales pueden ser móviles, como nitrógeno, potasio, magnesio y fosforo, o poco móviles, como el calcio. En algunos casos esto será un problema difícil de corregir ya que, por ejemplo, si el calcio está en las hojas no podrá ser desplazado a la fruta. Como el calcio se mueve -pasivamente- por el flujo transpiratorio y las hojas presentan una mayor tasa de transpiración, el elemento se acumulará mayormente en estas últimas. Además, la concentración de calcio será mayor en la parte superior del árbol ya que está más expuesta a calor, viento y radiación, presentando una mayor tasa de transpiración, lo que movilizará al calcio hasta esa zona.

Figura 2: La funcionalidad del xilema disminuye durante la temporada

La absorción de calcio no solo es necesaria para la integridad de la planta en general, sino que es clave para el adecuado desarrollo de la fruta. La mayor parte del calcio se incorpora a la fruta a principios de temporada, como se puede ver en la figura 2, durante el período de transición entre las etapas II y III, momento en que se observa una mayor concentración de calcio, la que luego va disminuyendo a medida que el fruto se desarrolla. Este fenómeno se observa en diferentes especies frutales en las que, a principio de su crecimiento, la fruta presenta una mayor tasa respiratoria.

El equilibrio nutricional es fundamental en los frutales, pero sobre todo en los cerezos, debido a la susceptibilidad de la fruta al pitting. Además, se ha demostrado que el calcio le da firmeza al pedicelo, siendo este un importante indicador de calidad para la cereza.

DIFERENCIAS VARIETALES EN LA HABILIDAD DE EXTRAER NUTRIENTES

Hasta hoy, cuando se han analizado los componentes de los diferentes sistemas radiculares, no se ha podido definir alguna preferencia de un determinado portainjerto por nutrientes específicos y que esta cualidad pueda afectar la absorción de elementos nutritivos. En este ámbito existe una gran oportunidad de estudio para determinar si existe una relación entre la preferencia por algunos nutrientes, como calcio y potasio, de determinados portainjertos, con una fruta de mejor o peor calidad.

Sin embargo, en todas las combinaciones variedad portainjerto, siempre será fundamental la sanidad de las raíces, para lograr la suficiente absorción de agua y nutrientes; ya que esto incidirá en la calidad y tamaño final de la fruta. Debemos recordar que sistemas de raíces más grandes permitirán un mayor almacenamiento de nutrientes y energía para temporadas posteriores, lo que llegado el momento afectará el vigor de los árboles y los manejos del huerto.

Cada día que pasa descubrimos que la interacción entre suelo y raíces es todavía más compleja de lo que pensábamos en un principio. Hoy entendemos que el suelo incide en los procesos de las raíces tanto como las raíces afectan la ecología del suelo. El suelo es un entorno altamente heterogéneo y dinámico, tanto en el tiempo como en el espacio. Los microorganismos beneficiosos del suelo incrementan la disponibilidad de nutrientes para la planta, ya que estos permiten aumentar el alcance de las raíces. Hoy sabemos que esta interacción es importante para el éxito productivo de los huertos.