Vicerrectoría Académica
Dirección Nacional de innovación Académica
Tradicionalmente, desde los tiempos de Liebig, los elementos encontrados en las plantas se dividen en mayores, si se encuentran en cantidades relativamente altas (N, P, K, S) y menores, cuando están presentes en muy pequeñas cantidades (Cu, Fe, Mg; etc.). Sin embargo, debe tenerse muy claro el concepto de que esta división no implica importancia metabólica, pues si un elemento menor como el cobre o el molibdeno es esencial, su carencia determinará el desarrollo anormal de la planta aunque sólo se necesitan pocos miligramos por kilogramo de tejido.
Los elementos químicos que se encuentran en las células
vegetales pueden ser muchísimos, pero el hecho de encontrar
un elemento en una planta no es suficiente para concluir que sea
esencial para su vida, ya que los minerales son absorbidos principalmente
por intercambio iónico del medio, de acuerdo a leyes físicas
y no a la importancia que tengan en el metabolismo. Para considerar
que un elemento dado es esencial, es preciso demostrar (criterio
de Arnon):
1. Cuando en ausencia de un determinado elemento la planta no puede
completar su ciclo biológico.
2. La acción del elemento debe ser específica, es
decir, ningún otro elemento puede sustituirlo totalmente.
3. El elemento debe estar implicado directamente en la nutrición
vegetal, bien como constituyente de un metabolito esencial, o que
sea requerido para el funcionamiento de un enzima.
Bollard y Butier diferencian entre elemento esencial según el criterio de Amon y elemento funcional que es aquel que actúa de modo preciso en el metabolismo, sea o no esencial.
Si un trozo de material vegetal fresco se seca en una estufa a 105° C durante 24 horas, el material seco resultante constituirá solo aproximadamente el 15 por l00 del peso fresco inicial. Entre el 90 y el 95 por 100 de este residuo seco estará constituido por tres elementos, carbono, oxígeno e hidrógeno, procediendo los tres del aire y del agua. El resto del material seco constituye lo que denominamos el contenido mineral de la planta y que es tomado por ésta del suelo.
Un análisis químico de un vegetal nos revelará
la presencia de un gran número de elementos químicos;
algunos de ellos serán esenciales para la vida del vegetal
mientras que otros no lo serán. La presencia de estos últimos
es debida a que los mecanismos de absorción no son capaces
de seleccionar entre uno y otros.
Hasta mediados del siglo XIX los científicos no dispusieron
de un método que les permitiera conocer qué elementos
eran esenciales) cuáles no; este método fue el de
la preparación de medios de cultivo de composición
conocida, en los cuales podía eliminarse un elemento y ver
su efectos sobre el desarrollo vegetal. De esta forma ha podido
establecerse que además del carbono, hidrógeno oxígeno
otros 13 elementos (tabla 2) son esenciales para el desarrollo de
las plantas. Estos elementos esenciales pueden a su vez subdividirse
en macro nutrientes y micro nutrientes, según que sean requeridos
por los vegetales en grandes o pequeñas cantidades. Entre
los macro nutrientes tenemos: Nitrógeno, fósforo,
potasio, azufre, calcio y magnesio. La lista de los micro nutrientes
está formada por los siguientes elementos: manganeso, boro,
hierro, zinc, cobre, cloro, níquel y molibdeno.
TABLA 1
Elementos esenciales y concentraciones adecuadas en plantas
| Elemento |
Forma utilizable por la planta |
Concentración en tanto por 100 en el
tejido seco |
Numero relativo de átomos en relación
con el molibdeno |
|---|---|---|---|
| Molibdeno |
MoO4   |
0.00001 |
1 |
| Níquel |
Ni   |
0.0001 |
1 |
| Cobre |
Cu Cu |
0.0006 |
100 |
| Zinc |
Zn |
0.0020 |
300 |
| Manganeso |
Mn |
0.0050 |
1.000 |
| Hierro |
Fe ,
Fe |
0.010 |
2.000 |
| Boro |
BO  ,
B O |
0.002 |
2.000 |
| Cloro |
Cl  |
0.010 |
3.000 |
| Azufre |
SO4 |
0.1 |
30.000 |
| Fósforo |
H  PO
HPO |
0.2 |
60.000 |
| Magnesio |
Mg |
0.2 |
80.000 |
| Calcio |
Ca |
0.5 |
125.000 |
| Potasio |
K |
1.0 |
250.000 |
| Nitrógeno |
NO 
NH |
1.5 |
1.000.000 |
| Oxígeno |
O
HO |
45 |
30.000.000 |
| Carbono |
CO |
45 |
35.000.000 |
| Hidrogeno |
H O |
6 |
60.000.000 |
Modificado de F. B. Salisbury y C. W. Ross, Plant Physiologv, Wadsworth Pu. Co. Inc. Belmont, 1969.
Todo elemento esencial es también funcional, aunque a veces sea oscuro su papel y en cuál molécula activa se incluye Los elementos pueden funcionar: a) como constituyentes celulares; b) como enzimas o coenzimas; c) como antagónicos en el balance metabólico; d) como amortiguadores de pH, y e) como factores osmóticos.
