El zinc es un micronutriente esencial para el desarrollo de las plantas. Es absorbido por las plantas en forma de Zn2+, siendo un 33% a 60% absorbido por difusión, un 20% a 33% absorbido por flujo de masa y un 20% a 33% absorbido por interceptación radicular.
Aunque se requiere en pequeñas cantidades, el zinc es tan importante como otros nutrientes más conocidos. Para lograr altas productividades, es fundamental que el zinc esté disponible en el suelo. Algunos cultivos, como las fresas y el maíz, requieren más zinc que otros. El zinc es esencial para el desarrollo de las partes florales, la producción de granos y semillas, la maduración de las plantas y la síntesis de proteínas.
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El zinc en el suelo
La presencia de zinc en el suelo depende de la composición geoquímica del material de origen, la intemperie de las rocas, la actividad agrícola y la contaminación ambiental. En Brasil, es común que haya deficiencia de zinc debido a la pobreza mineral del material de origen del suelo. En algunos casos, los niveles de zinc en el suelo son altos, pero solo una pequeña parte está disponible para las plantas.
El zinc es poco móvil en el suelo, por lo que permanece en la superficie durante varios años.
Factores que influyen en la disponibilidad de zinc en el suelo:
pH del suelo
Generalmente, el zinc es más disponible para las plantas en suelos ácidos que en suelos alcalinos. Se estima que la solubilidad del zinc disminuye 100 veces por cada unidad de aumento del pH.
- pH de hasta 7,7: el zinc se encuentra en forma de Zn2+
- pH entre 7,7 y 9,1: el zinc se encuentra en forma de ZnOH+
- pH mayor que 9,1: el zinc se encuentra en forma neutral de Zn(OH)20
La cal agrícola disminuye la disponibilidad de zinc y forma zincato de calcio.
Fertilización nitrogenada
Los fertilizantes nitrogenados amoniacales aumentan la acidez del suelo, lo que puede aumentar la disponibilidad de zinc para las plantas.
Fertilización fosfatada
En situaciones de alta aplicación de fertilizantes fosfatados, puede haber deficiencia de zinc. Se conoce esta interacción entre los dos nutrientes, aunque los detalles de la relación aún no están completamente claros.
Adsorción de zinc en óxidos de hierro y aluminio
Con el aumento del pH, aumentan las cargas negativas en los óxidos de hierro y aluminio, lo que aumenta la adsorción de zinc. La caolinita, los óxidos de hierro y los complejos arcilla-óxido de hierro que aumentan la CTC adsorben zinc. Por lo tanto, cuanto mayor sea la CTC, mayor será la adsorción del nutriente.
Interacción entre el zinc y otros nutrientes
- Zinc, calcio y magnesio: en suelos con un pH alrededor de 7,6, el zinc se adsorbe a las superficies de los carbonatos de calcio y magnesio, formando zincato de calcio, que es insoluble.
- Zinc y boro: hay una interacción positiva entre los elementos.
- Zinc y fósforo: en suelos con alto contenido de fósforo, se debe mantener un alto contenido de zinc.
- Zinc y cobre: hay competencia entre el zinc y el cobre que involucra óxidos de hierro hidratados. Cuando se aplica zinc al suelo, el contenido de cobre en la planta disminuye, lo que indica una interacción fisiológica.
- Zinc y hierro: la interacción entre estos elementos puede ocurrir debido a la competencia con agentes quelantes o a la formación de franklinita, lo que reduce la disponibilidad de zinc y hierro.
Adsorción de zinc por materia orgánica
La fracción húmica de la materia orgánica retiene el 56% del zinc, y la fracción fúlvica el 12%. La descomposición de la materia orgánica puede reducir la disponibilidad de zinc.
Cantidad y tipo de arcilla
Cuanto mayor sea el contenido de arcilla en el suelo, mayor será la capacidad de retención de zinc, pero esto también depende del tipo de mineral de arcilla. Aquellos del tipo 2:1 tienen una mayor capacidad de retención de zinc en comparación con otros cationes.
Deforestación
El zinc tiene poca movilidad en profundidad en el suelo y se concentra en la capa superficial. Cuando se realiza una deforestación, generalmente se remueve esta capa donde se encuentra el zinc, lo que disminuye la disponibilidad del elemento.
Inundación del suelo
Cuanto más aireado esté el suelo, mayor será la disponibilidad de zinc. En suelos inundados, la disponibilidad disminuye debido a la formación de ZnS de baja solubilidad. Además, la inundación del suelo reduce el contenido de hierro y manganeso, lo que los hace más disponibles, lo que resulta en una menor absorción de zinc debido al antagonismo.
El zinc en la planta
Dado que el zinc tiene poca movilidad en el suelo, es importante que las plantas tengan un sistema radicular vigoroso para captar el nutriente. Se absorbe a través de las raíces y se transporta rápidamente al tallo. Cuando se absorbe a través de las hojas, se transporta a otras partes de la planta a través del floema.
El zinc desempeña funciones metabólicas relacionadas con el crecimiento y la madurez de las plantas:
- Participa en la síntesis del triptófano, control hormonal y precursor del ácido indol acético (AIA), que es una auxina (hormona de crecimiento) responsable del crecimiento de las células. Estimula el crecimiento y la fructificación de las plantas.
- El zinc juega un papel importante en el mantenimiento de la integridad y selectividad de las membranas de la raíz.
- Es importante para la división celular, el metabolismo de los aminoácidos y la producción de ácido nucleico.
- Componente de varias enzimas y también influye en la permeabilidad de las membranas.
- Constituye o activa varias enzimas, además de participar en la fotosíntesis, la respiración, la síntesis de proteínas y almidón, y la resistencia a enfermedades.
Algunos cultivos responden mucho a la aplicación de zinc, como el arroz, el café, el maíz, el durazno o la cebolla. Otros cultivos, como la lechuga, la avena, la zanahoria, la uva y el repollo, responden poco.
Según los estudios, se han determinado los niveles adecuados de zinc para el arroz, el frijol, el maíz, la soja y el trigo en el Cerrado brasileño, basados en el 90% de la producción máxima:
- Arroz: 67 mg/kg de materia seca
- Frijol: 18 mg/kg de materia seca
- Maíz: 27 mg/kg de materia seca
- Soja: 20 mg/kg de materia seca
- Trigo: 19 mg/kg de materia seca
Cuando hay deficiencia de zinc, pueden ocurrir los siguientes problemas:
- Disminución de la actividad de la enzima presente en el citoplasma y los cloroplastos, lo que altera el metabolismo de los carbohidratos.
- Pérdida de integridad de la membrana celular.
- Inhibición de la fotosíntesis.
- Inhibición de la deshidrogenasa de alcoholes, lo que acumula acetaldehído en las raíces, alterando el proceso anaeróbico de la respiración.
- Aumento de los niveles de radicales libres de O2 que destruyen los enlaces de los ácidos grasos y los fosfolípidos en las membranas, aumentando la fuga de contenido celular, lo que causa necrosis, atrofia y destrucción de los cloroplastos.
- Reducción del contenido de proteínas e integridad de los ribosomas debido a la reducción de la actividad del ARN.
Síntomas de deficiencia de zinc
Las plantas con deficiencia de zinc presentan síntomas como:
- Acortamiento de los entrenudos, lo que hace que la planta tenga un aspecto aplanado.
- Problemas en la formación de los granos.
- Amarillamiento interdental de las hojas jóvenes (las nervaduras permanecen verdes).
- Hojas, flores y frutos más pequeños.
Folíolos pequeños debido a la deficiencia de zinc. Foto: Archivo de EMBRAPA Hortaliças
Fertilizantes con zinc
Las fuentes de zinc disponibles en el mercado brasileño se pueden clasificar según su solubilidad:
- Solubles en agua: sales metálicas con sulfatos, quelatos, nitratos y cloruros. Por lo general, las fuentes más solubles son las más caras por unidad de nutriente.
- Insolubles en agua: óxidos y carbonatos.
- Solubilidad variable: los oxisulfatos tienen un mayor o menor grado de solubilidad en agua, dependiendo de las cantidades de H2SO4 agregadas en la producción.
A continuación, veremos algunos fertilizantes fuentes de zinc y sus respectivos contenidos:
| Fuente | Contenido de nutriente | Observación |
|---|---|---|
| Acetato de zinc | 28% de Zinc | Zinc soluble en agua |
| Borato de zinc | 29% de Zinc y 14% de Boro | Zinc contenido total |
| Borra de fosfato de hierro y zinc | 3% de Zinc, 20% de P2O5 y 10% de Hierro | Zinc contenido total |
| Carbonato de zinc | 49% de Zinc | Zinc contenido total |
| Cloruro de zinc | 24% de Zinc | Zinc soluble en agua |
| Formiato de zinc | 25% de Zinc | Zinc soluble en agua |
| Fosfito de zinc | 8% de Zinc | Zinc soluble en agua |
| Nitrato de zinc | 18% de Zinc y 8% de Nitrógeno | Zinc soluble en agua |
| Óxido de zinc | 72% de Zinc | Zinc contenido total |
| Quelato de zinc | 7% de Zinc | |
| Sulfato de zinc | 20% de Zinc y 9% de Azufre | Zinc soluble en agua |
Aplicación de fertilizantes con zinc
Aplicación en el suelo
Es el método más común. Cuando se aplica al voleo, hay un contacto alto del nutriente con las partículas del suelo, lo que puede generar una alta adsorción y reducir la efectividad del nutriente, especialmente en suelos arcillosos. Para reducir este contacto con las partículas del suelo, se puede aplicar en el surco de siembra.
Si ya se han observado síntomas de deficiencia de zinc, la aplicación en cobertura no dará buenos resultados, ya que el zinc es poco móvil en profundidad en el suelo y puede tardar o no llegar a las raíces de la planta para ser absorbido.
Aplicación foliar
Este método permite una respuesta inmediata de la planta debido a una absorción rápida, requiere una menor cantidad de fertilizante y proporciona una distribución más uniforme. Sin embargo, la absorción puede ser insuficiente cuando la demanda de nutrientes es alta. Además, concentraciones altas de zinc pueden quemar las hojas. La aplicación foliar tiene poco efecto residual y puede resultar costosa si se realizan varias aplicaciones.
La aplicación foliar requiere varias operaciones y equipos, así como un cierto nivel de conocimiento. Por lo tanto, es una buena opción para cultivos perennes y altamente rentables.
Como se explicó anteriormente, el comportamiento del zinc en el suelo depende del pH. En áreas donde el pH está cerca de 7 o superior, incluso si se aplica zinc en el suelo, puede ocurrir deficiencia, lo que puede afectar la productividad. En este caso, la única opción de aplicación es foliar.
Aplicación junto con el fertilizante
Debido a las pequeñas cantidades de zinc que se aplican, es difícil lograr una aplicación uniforme. Para esto, se pueden aplicar pequeñas cantidades de óxido o sulfato de zinc en mezclas granuladas de NPK. Esto reduce el costo de aplicación y facilita la uniformidad del nutriente.
Aplicación en las semillas
Este método es preventivo y utiliza pequeñas cantidades de fertilizante.
El zinc en los cultivos
El zinc en el café
Como se mencionó anteriormente, el zinc desempeña funciones esenciales en las plantas. En el café, se considera adecuado un contenido de zinc de 3 mg/dm³ en el suelo y de 8 a 16 ppm en las hojas (los valores por debajo de 4 se consideran deficientes y los valores por encima de 20 ppm se consideran tóxicos para las plantas, dependiendo de las condiciones, lo que puede causar la caída de las flores).
La aplicación de zinc puede hacerse en el suelo o en las plantas. Las recomendaciones comunes para la aplicación al suelo son de 6 kg/ha por año (siempre teniendo en cuenta las variables mencionadas anteriormente que afectan el contenido de nutriente en el suelo, como el pH, la textura del suelo, el exceso de fósforo, etc.).
Época de aplicación: estudios indican una mayor productividad con la aplicación continua de zinc (parcelada), realizada en enero, marzo, septiembre y noviembre.
En la imagen, se observa el amarillamiento internerval de las hojas (las nervaduras permanecen verdes). Foto: Yara Brasil
El zinc en la soja
Para producir una tonelada de granos, la soja absorbe alrededor de 61 gramos de zinc, siendo el 66% absorbido en los granos.
El zinc puede aplicarse a la soja a través del suelo, lo que tiene un efecto lento y gradual. También puede aplicarse a través de las hojas, lo que tiene un efecto más inmediato pero menos duradero, utilizando sulfato de zinc en una dosis de 75 g por cada 100 litros de agua a 20ºC. Una tercera opción es la aplicación a través de la semilla.
En suelos deficientes en zinc, generalmente se aplican de 4 a 6 kg/ha de zinc. Para cultivos anuales, esta dosis se puede dividir en 3 aplicaciones, con la dosis repartida entre el surco de siembra y los cultivos sucesivos. En suelos con contenido medio de zinc, se puede aplicar el 25% de la dosis mencionada anteriormente.
A continuación, se presentan algunos datos sobre la concentración de zinc en la soja:
| Nivel | Contenido (ppm) |
|---|---|
| Muy bajo | < 11 |
| Bajo | 11 – 20 |
| Suficiente / medio | 21 – 50 |
| Alto | 51 – 75 |
| Muy alto | > 75 |
Deficiencia de zinc en hojas jóvenes de soja, con clorosis internerval de color amarillo dorado. Foto: Embrapa Soja
El zinc en el arroz
El zinc es fundamental para la productividad y la calidad del grano en diversos cultivos. Como se mencionó anteriormente, el zinc desempeña un papel fundamental en la síntesis del almidón, que está presente en los granos de arroz. La deficiencia de zinc en el arroz puede estar relacionada con el aumento del pH, la inundación, la textura del suelo, la falta de aireación del suelo irrigado, el movimiento de tierras al nivelar el terreno, etc.
Cuando hay deficiencia de zinc en el arroz, aparecen síntomas en la base de la hoja, como una decoloración verde blanquecina a los 35-45 días, que posteriormente se vuelve una decoloración ferruginosa que se extiende desde la base hasta la mitad de la lámina, junto con un acortamiento de los entrenudos.
A continuación, se presentan algunas fuentes de zinc y las dosis más utilizadas para la aplicación en el arroz. Obs: estas no son recomendaciones, ya que cada escenario de producción tiene sus propias variables, por lo que se necesita la consulta de un ingeniero agrónomo para elaborar una recomendación adecuada.
| Fuente | Fórmula | % de zinc aproximado | Solubilidad (g/100ml a 25ºC) | Aplicación del producto en el suelo (kg/ha)* |
|---|---|---|---|---|
| Sulfato de zinc monohidratado | ZnSO4.H2O | 33-36 | 68+2 | 10-20 |
| Sulfato de zinc heptahidratado | ZnSO4.7H2O | 23 | 95,6 | 18-36 |
| Sulfato de zinc básico | ZnSO4.4Zn(OH)2 | 55 | – | 7-14 |
| Óxido de zinc | ZnO | 78 | 0,005 | 5-10 |
| Carbonato de zinc | ZnCO3 | 52 | 0,001 | 7-14 |
| Zinc F.T.E. (Fritas) | BR-9 | 6 | Insoluble | 40-60 |
| Zinc F.T.E. (Fritas) | BR-12 | 9 | Insoluble | 40-60 |
| Zinc F.T.E. (Fritas) | BR-15 | 8 | Insoluble | 40-60 |
| Quelatos de zinc | Na2Zn EDTA | 14 | Soluble | 28-56 |
| Quelatos de zinc | Na2Zn NTA | 6-14 | Soluble | 40-80 |
| Quelatos de zinc | Na2Zn HEDTA | 9 | Soluble | 40-80 |
*A aplicación también puede hacerse en las hojas, utilizando sulfato de zinc en una concentración del 0,5%, o 2,5 kg del producto por cada 500 litros de agua.
Deficiencia de zinc en el arroz, con hojas con decoloración ferruginosa. Foto: EMBRAPA – CNPAF
El zinc en el maíz
El maíz es un cultivo muy susceptible a la deficiencia de zinc, por lo que se recomienda realizar un análisis de suelo antes de la siembra para prevenir posibles deficiencias. Como se mencionó anteriormente, el zinc juega un papel fundamental en la síntesis del almidón, que está presente en los granos de maíz, y se considera un valor de aproximadamente 2 mg de zinc por kilogramo de suelo según el extractante Mehlich 1, o 1 mg por kilogramo de suelo según el extractante DTPA como contenido adecuado para obtener buenas productividades con el cultivo. Se debe tener en cuenta que estos valores pueden variar debido a las diferentes variables, como el pH del suelo, la edad de la planta, etc. Se considera que valores de aproximadamente 90 mg/kg (Mehlich 1) o 60 mg (DTPA) pueden causar fitotoxicidad en el cultivo.
El contenido de zinc en la planta considerado adecuado (basado en el 90% de la producción máxima) es de aproximadamente 27 mg/kg de materia seca, o 20 mg/kg de materia seca de la parte aérea en la fase inicial de crecimiento del cultivo. Los contenidos tóxicos son de aproximadamente 420 mg/kg de materia seca.
Varios estudios han demostrado una alta correlación entre la aplicación de zinc en el suelo y el aumento de los rendimientos de los granos, algunos con mejores resultados en la aplicación al voleo en comparación con la aplicación en el surco. Otros estudios también han demostrado incrementos significativos en la productividad a través de la aplicación de zinc vía foliar, y en menor medida, en el tratamiento de semillas.
Los síntomas de deficiencia de zinc en el maíz incluyen manchas cloróticas amarillo-blancas que aparecen de manera paralela a la vena central, lo que le da una apariencia rayada.
Manchas cloróticas amarillo-blancas en hojas de maíz deficientes de zinc. Foto: Yara Brasil
El zinc en la cebolla
Como se mencionó anteriormente, el zinc es un constituyente de varias enzimas que participan en la respiración, la síntesis de proteínas y el control hormonal. Tiene una función importante en la síntesis de auxinas y otras hormonas involucradas en el crecimiento. Las cebollas con deficiencia de zinc presentan clorosis y las hojas más jóvenes se vuelven retorcidas y atrofiadas.
Algunos estudios sobre el nutriente en la cebolla concluyen que es el tercer micronutriente más absorbido en el cultivo. El momento de mayor demanda ocurre en la segunda mitad del ciclo del cultivo, durante la bulbificación, con la mayor tasa a los 73 días después del trasplante para la parte aérea y a los 94 días después del trasplante para la asignación del bulbo.
Estos estudios ilustran que la adición de zinc al suelo aumentó la productividad de los bulbos, con un aumento promedio del 11% en el rendimiento con la aplicación de 3,5 kg/ha de zinc. Este mismo estudio no obtuvo resultados positivos con la aplicación foliar, pero en otros estudios se observó un aumento en la productividad con esta aplicación. Se entiende que tanto la aplicación foliar como la aplicación en el suelo tienen su efectividad influenciada por diversos factores ambientales.
Las tablas oficiales de recomendación utilizadas en RS y SC mencionan que a partir de 0,5 mg/kg de zinc en el suelo, la respuesta del cultivo a la aplicación del nutriente es baja o nula. Sin embargo, en estudios realizados en suelos con 2,2 a 3,2 mg/kg de zinc en el suelo, la aplicación del nutriente aumentó la productividad de los bulbos de cebolla, lo que puede explicarse por la alta demanda de la cebolla por el nutriente y por su pequeño sistema radicular que explora solo una pequeña área del suelo y capta pocos nutrientes.
Se recomienda la aplicación de 3 a 4 kg/ha de zinc a través del suelo, antes de la siembra, ya sea a voleo o mediante pulverización, seguida de incorporación, o aplicación en el surco junto con la fertilización NPK. La fertilización orgánica también puede contribuir con este nutriente en el suelo.
En situaciones de deficiencia de zinc durante el desarrollo de las plantas, se puede aplicar sulfato de zinc al 0,5%, en 2 o 4 aplicaciones, con intervalos de una a dos semanas. En situaciones de clima cálido y seco, la aplicación debe realizarse al final de la tarde para evitar daños a las hojas.
Los síntomas de deficiencia de zinc en la cebolla aparecen en las hojas jóvenes, reduciendo el crecimiento y formando rayas y clorosis. También pueden aparecer manchas.
Deficiencia de zinc en la cebolla. Foto: Valter R./ EMBRAPA
El zinc en las fresas
El nivel ideal de zinc en el tejido de la hoja de la fresa es de 30 a 60 mg/kg. Cuando hay deficiencia de zinc, las hojas presentan un halo decolorado a lo largo de los márgenes aserrados en hojas jóvenes e inmaduras, junto con un amarilleo con el tiempo. La deficiencia puede ser causada por varios motivos como el pH alto del suelo, la aplicación de cal o fósforo, la ausencia de micorrizas en las raíces, suelos ligeros y arenosos, etc.
Clorosis internervaría y bronceado marginal en hojas de fresa deficientes de zinc. Foto: Yara UK
El desarrollo de la infrutescencia de la fresa está regulado por la auxina. Si hay deficiencia de zinc, habrá deficiencia de auxina y la infrutescencia de la fresa no se desarrollará adecuadamente, lo que reducirá el tamaño y la calidad de los frutos.
En el caso de la fertirrigación, se pueden usar quelatos que son altamente solubles en agua. El quelante protege el nutriente mientras está en la solución del suelo y cuando llega a la raíz, se libera del quelato debido a la acidez de la región.
Conclusión
El zinc es un nutriente esencial para el desarrollo de las plantas. Su disponibilidad en el suelo puede verse afectada por varios factores, como el pH, la fertilización y otros nutrientes. La aplicación adecuada de fertilizantes con zinc puede mejorar la productividad de los cultivos y garantizar un crecimiento saludable. Es importante evaluar el contenido de zinc en el suelo y las necesidades específicas de cada cultivo para tomar las medidas adecuadas y satisfacer sus requerimientos nutricionales.