Absorción y Transporte de los Elementos Minerales en las Plantas

ABSORCIÓN Y TRANSPORTE DE LOS ELEMENTOS MINERALES EN LAS PLANTAS

 INTRODUCCIÓN

Los problemas de absorción y transporte de sales minerales en las plantas fueron presentados por los investigadores hace ya muchos años de una manera sencilla: se pensó que la sales eran transportadas pasivamente al interior de la planta con la absorción de agua y se supuso que el transporte hacia las diferentes parte de la planta estaba ligado íntimamente a la transpiración; como estas suposiciones no explicaban satisfactoriamente las diferencias en composición de sales entre la planta y el medio de crecimiento se expusieron otros mecanismos físicos, sin tener en cuenta la energía metabólica.  Fue hasta después de 1930 que se reconoció que la energía metabólica es indispensable para la absorción de sales.

ABSORCIÓN

Absorción pasiva

La absorción de iones por las células de las raíces es llamada pasiva cuando no está asociada directamente con los procesos del metabolismo de las plantas.  Este proceso es puramente físico e implica los mecanismos de difusión, intercambio iónico, adsorción, flujo de masa, equilibrio Donan, intercepción radicular.

Difusión:  Se entiende por difusión  el movimiento neto de partículas desde sitios de altas concentraciones hacia sitios de concentración baja; el movimiento prosigue hasta que se consigue el equilibrio en ambas concentraciones.

Intercambio Iónico:  los iones adsorbidos sobre la superficie de las paredes celulares o membranas, pueden intercambiarse con iones de la solución del suelo o del medio donde se encuentre la raíz.  Por ejemplo el ión potasio (K+) de la solución del suelo, se intercambia  con el ión hidrógeno (H+) adsorbido sobre la superficie de la membrana celular.

Figura 1.        Intercambio catiónico de iones H+ por iones K+

Adsorción:  Cuando se colocan células en soluciones salinas, los cationes son adsorbidos pasivamente en las paredes celulares y en el citoplasma, debido a la existencia allí de un predominio de cargas negativas.  Los aniones son adsorbidos con menos intensidad.  Los iones adsorbidos son mantenidos con diferentes grados de cambiabilidad.  Así los cationes adsorbidos por la celulosa, pectinatos y proteinatos, son fácilmente cambiables con otros del medio externo; mientras que los que forman quelatos con ácidos nucléicos por ejemplo, son más difíciles de cambiar.

El papel del proceso de adsorción, está en facilitar el movimiento de cationes en el citoplasma y mantener un suplemento de iones a través del simplasto.

Flujo de masa:  Es el movimiento de los iones junto con el movimiento en masa del agua.  Los elementos nutritivos son llevados hacia las raíces de las plantas por el agua que se mueve en esa dirección o sea que son absorbidos junto con el agua absorbida.  La intensidad del flujo del agua regularía la absorción iónica.

Según esta teoría la transpiración está relacionada con el movimiento de iones. Existe un efecto directo que se vería cuando los iones se mueven en flujo de masa junto con el agua de la solución del suelo a través de la raíz y por toda la planta.

Equilibrio “Donnan”:  Tiene en cuenta los iones fijados o no difusibles.  Una membrana puede ser permeable a unos iones y a otros no.  Si en el interior de la membrana se localizan iones no difusibles, para equilibrar estos iones penetran a la célula de ella aquellos iones que si se pueden mover libremente a través de la membrana.

Figura 2.        La membrana es impermeable al ión B- lo cual hace que los cationes C+ difundan a partir del exterior (acumulación de cationes)

Figura 3.        La membrana es impermeable al ión D+, o cual hace que los iones A- procedentes del exterior, se difundan a través de ella.  (Acumulación de aniones)

Absorción Activa

Los iones y los cationes son acumulados en las plantas en contra de gradiente de concentración.  Esta acumulación de iones es disminuida o hasta paralizada bajo condiciones de baja temperatura, anaerobiosis o presencia de inhibidores metabólicos.  En cambio, la absorción se aumenta cuando en el medio se encuentran sustratos respiratorios, sea agregados directamente o producidos fotosintéticamente.  Esta absorción, por lo tanto, depende del perfecto funcionamiento metabólico de la célula vegetal, porque se necesita energía libre para que el fenómeno se produzca

Formas de Absorción

En el siguiente cuadro se presenta las formas de absorción de los elementos esenciales para las plantas superiores.

CUADRO 1.  Formas de absorción de los elementos minerales

Elemento Símbolo Forma absorbida
Carbono C CO2
Hidrógeno H H2O
Oxígeno O O2, CO2, H2O
Nitrógeno N NO3-, NH4+
Fósforo P HPO4, H2PO4-
Potasio K K+
Calcio Ca Ca++
Magnesio Mg Mg++
Azufre S SO4=
Hierro Fe Fe++, Fe+++
Boro B BO3, B4O7=
Manganeso Mn Mn++
Zinc Zn Zn++
Cobre Cu Cu+, Cu++
Molibdeno Mo MoO4=
Cloro Cl Cl-
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