Nutrientes en savia de plantas en etapa temprana como método para evaluar la fertilidad de los suelos

De acuerdo con El Universal, este año las superficies agrícolas de algunos cultivos han presentado pérdidas de hasta en un 80% por causa de la salinidad, por el mal manejo de los suelos y de los nutrientes aportados y el uso algunos agroquímicos.

Este problema también se debe a las actividades industriales, principalmente la minería y metalurgia. Muchos suelos presentan altos niveles de contaminación por elementos potencialmente tóxicos (EPT´s) que requieren la atención de los investigadores de las áreas químico-agrícolas y químico-ambientales.

Enfocado en mejorar las condiciones del campo mexicano, el doctor Arturo Aguirre Gómez, responsable del Laboratorio de Análisis e Investigación en Química Agrícola y Ambiental de la FES Cuautitlán, desarrolla diversos estudios encaminados a mejorar los métodos para evaluar la fertilidad de los suelos y favorecer la nutrición vegetal de los cultivos de ciclo anual, así como agro-estabilizar y remediar diversos sitios contaminados con residuos de jales mineros que contienen cantidades importantes de metales pesados tóxicos como plomo,  cadmio, cobre y cinc, elementos micro-esenciales que requieren plantas y animales, pero que en altas concentraciones pueden ser tóxicos.

Detección temprana de deficiencias nutrimentales

Si bien la fertilidad de los suelos está directamente relacionada con la nutrición de los cultivos, siendo éstas las más idóneas para servir como indicadoras, no siempre es posible esperar al crecimiento del cultivo para determinar si los contenidos nutrimentales son los adecuados para el crecimiento de las plantas de periodo corto (cultivos anuales).

Por ello se ha recurrido al análisis de suelos, que a través de emular, con sustancias extractoras, la capacidad de las plantas de absorber y asimilar nutrientes, establece correlaciones que en el mejor de los casos funcionan razonablemente bien para algunos elementos macro-nutrimentales, pero con serias limitaciones para los micronutrientes.

Con el afán de poder evaluar con mucha mayor precisión el estatus nutricional de los cultivos, se planteó el objetivo de desarrollar una metodología ad hoc para poder recomendar una correcta fertilización de los suelos agrícolas, basada en la evaluación-detección temprana de eventuales deficiencias nutricionales y directamente fundamentada en el transporte de nutrientes que las plantas translocan en su savia.

Al respecto, el académico de la Facultad comentó que en cualquier ser vivo puede presentarse el fenómeno conocido como “Hambre escondida”, esto es, la deficiencia moderada o carencias de un nutriente en específico en las plántulas y que puede repercutir seriamente en los rendimientos.

En respuesta, el doctor emplea métodos para detectar estas deficiencias cuando son agudas. Sin embargo, cuando no son visibles, sólo se favorece el crecimiento mediante una detección temprana y a través de una fertilización adecuada cuando aún es tiempo.

En este sentido, el doctor Aguirre se encarga de medir el nivel de nutrientes que transporta en su savia una planta y de su requerimiento en el tiempo (cinética nutrimental) mediante un monitoreo en sus primeros estadios de crecimiento, proceso que se realiza en condiciones controladas, principalmente para el cultivo de maíz.

A partir del estudio del transporte y contenido nutrimental, en el primer tercio de crecimiento del cultivo se realiza el análisis, el cual permite la aplicación de un fertilizante de alta disponibilidad en una etapa oportuna de desarrollo para corregir la nutrición.

Dos de los procedimientos que se han utilizado para identificar la correcta nutrición de los cultivos son los métodos bioquímicos, que se basan en la incubación de pequeños cortes de tejidos foliares, en los que enzimas de rápida respuesta, que dependen del nutriente en estudio, limitan la producción de ciertos metabolitos o acumulan otros que no pueden ser utilizados. Por ello, con la adición de ciertos reactivos indicadores-cromóforos, dan aviso conforme a la intensidad de color y del estatus nutricional de la planta.

Además, los métodos de transporte-translocación en savia, que se basan en la congelación de hojas-tallos u órganos de almacenaje, provocan la expansión y eventual ruptura (plasmólisis) de las células. El extracto celular obtenido de ambos procesos se coloca en un cromatógrafo de iones para analizar el nivel de nutrientes disueltos en la savia, como nitratos, fosfatos, potasio, y poder deducir la posible carencia temprana de algún nutriente requerido.

Cabe mencionar que en el desarrollo de una planta los metales adquieren un papel ambivalente. Por ejemplo, el plomo y el cadmio son altamente contaminantes y tóxicos; el cobre, zinc, hierro y manganeso (micronutrientes) son fundamentales para el crecimiento.

Un método para estudiar la especiación química de metales es la voltametría, la cual nos permite, en una sola determinación, medir varios metales a la vez: dos contaminantes, plomo y cadmio, por mencionar algunos, y otros dos de naturaleza micro nutrimental, como el cobre y el zinc.

En comparación con técnicas más antiguas, el especialista aseguró que el laboratorio a su cargo ha evitado ser generador de residuos químicos durante el proceso de análisis de plantas y suelos. De hecho, para obtener y medir nutrientes han sustituido los extractos químicos por los acuosos.

La fitorremediación y tolerancia de las plantas a metales

El doctor Aguirre también estudia la mejora del ambiente mediante la fitorremediación, un procedimiento que consiste en descontaminar los suelos usando vegetales capaces de absorber contaminantes, translocándolos, metabolizándolos e inclusive hiper-acumulándolos y reduciendo no sólo su exposición en el medio, sino potenciando su fito-recuperación (Fito-minería).

Las plantas que resisten la toxicidad se clasifican en tres grupos: sensibles, usadas como bioensayo para saber si un entorno ya está descontaminado y puede haber crecimiento en él; las tolerantes, que no acumulan gran cantidad, pero son capaces de crecer en ambientes deteriorados; y las hiper acumuladoras, que crecen sin problema en un entorno contaminado y metabolizan y futo-extraen cantidades apreciables del metal. La metodología antes mencionada depende del tipo de plantas, puesto que no todas son aptas para cumplir esta función en el ecosistema.

Beneficios para los agricultores

Desde su conformación, el laboratorio a cargo del académico se ha dedicado a tres actividades principalmente, la investigación, la docencia y la consultoría con servicio externo, las cuales ofrece tanto a la comunidad universitaria como a los municipios y empresas.

A la fecha se ha trabajado con comunidades de agricultores de Huehuetoca, Chapa de Mota, Coyotepec, Tultepec, en el Estado de México, Maconí en Querétaro, entre otros, a quienes se les ha instruido para localizar tempranamente deficiencias nutrimentales y recomendado fertilizaciones más precisas para sus cultivos.

Actualmente el doctor Aguirre realiza la búsqueda de especies nativas no comestibles que contribuyan a remediar la contaminación ambiental. Asimismo, participa muy activa y directamente en el Proyecto ecológico del Lago de Texcoco.

Liliana Alvarado Sánchez