ALUMINIO
EN EL SUELO: EVITANDO SU TOXICIDAD
El
aluminio es uno de los elementos más abundantes en el planeta. Aproximadamente
el 7% de la masa de la tierra está formada por aluminio.
No
esencial para el crecimiento de las plantas, el aluminio disponible o soluble
puede ser tóxico para ellas, mientras que otras formas como aluminosilicatos y
precipitados o formas de este metal elemental unido a ligando no son
fitotóxicas.
Existen
pruebas de suelo para determinar su nivel, siendo relevante evaluar el aluminio
(Al+3) disponible o soluble.
El
síntoma que revela toxicidad por presencia de aluminio en las plantas es el
menor desarrollo de las raíces.
Generalmente
el crecimiento de las raíces se reduce aproximadamente a la mitad de lo normal,
pero esto varía de un cultivo a otro.
La
reducción de masa radicular y longitud de raíces significa menor absorción de
nutrientes, así como también la capacidad de absorber suficiente cantidad de
agua.
Nutrientes
esenciales para las plantas como azufre y fósforo tienden a unirse con el
aluminio disponible.
El
exceso de Al+3 en el suelo puede conducir a otros problemas nutricionales como:
color pálido o descolorido, crecimiento marchito o raquítico, tallos finos o
débiles y manchas necróticas.
El
aluminio se encuentra más disponible para las plantas en suelos ácidos (suelos
con pH muy bajo). Aquellos cultivos que prefieren suelos ácidos como los
arándanos son más tolerantes al aluminio.
Suelos
con pH por debajo de 6 (especialmente menor a 5), son mucho más propensos a
tener exceso de aluminio y por lo tanto contienen niveles tóxicos para la
mayoría de los cultivos.
La
manera de evaluar el pH es por medio de análisis de suelo.
El
umbral en el que el aluminio disponible o soluble (Al+3), en el suelo puede
comenzar a dañar los cultivos es de aproximadamente 0.5 ppm. Son pocos los
cultivos que toleran más de 1 ppm.
La
reducción de aluminio en el suelo se logra a veces con yeso. Los cationes de
calcio (Ca+2) del yeso compiten con los cationes de aluminio (Al+3),
haciéndolos menos absorbibles por las plantas. Esta estrategia de
neutralización del suelo corre el riesgo de contaminar cuencas hídricas.
La
reducción del contenido de aluminio en la capa superficial del suelo se logra
generalmente con la adición de cal agrícola elevando el pH a 5.5 o más.
Sin
embargo si el Al es excesivamente abundante en el subsuelo o la capa
superficial, este representa un serio riesgo para los cultivos.
La
toxicidad por aluminio es un factor importante que limita el crecimiento de las
plantas en suelos fuertemente ácidos por debajo de pH 5.0, pero puede ocurrir a
un pH un poco más alto de 5,5. Este problema es muy serio en subsuelos
extremadamente ácidos que son difíciles de encalar, intensificándose por
fuertes aplicaciones de fertilizantes nitrogenados formadores de ácidos. La
toxicidad por aluminio reduce la profundidad de las raíces, aumenta la
susceptibilidad a la sequía y decrece la utilización de los nutrientes del
subsuelo. El aluminio afecta el alargamiento de las raíces reduciendo la
actividad mitótica. Las raíces dañadas por Al son cortas y quebradizas, los
ápices radicales y raíces laterales se engruesan y adquieren una coloración
marrón. Las raíces afectadas por Al son ineficientes en la absorción de agua y
de nutrientes. En general, se ha encontrado que las plántulas jóvenes son más
susceptibles al Al que las plantas viejas.
Los
síntomas de las deficiencias de aluminio no se identifican fácilmente, ya que
pueden confundirse con las deficiencias de P (enanismo, hojas pequeñas verde
oscuro, maduración tardía; enrojecimiento del tallo, hojas y nervaduras,
amarillamiento y muerte de los ápices foliares). En otras plantas la toxicidad
por Al aparece como una deficiencia de Ca inducida o problemas de reducción de
transporte de Ca (ocurre encrespamiento o enrollamiento de las hojas jóvenes y
colapso de los ápices de crecimiento o pecíolos).
La
toxicidad por aluminio se ha sugerido que comienza en los sitios de síntesis de
polisacáridos. Los iones de Al se unen muy específicamente al mucilago por
intercambio de absorción sobre los ácidos poliurónicos, formando complejos con
las substancias pécticas y por la formación de formas polihidroxílicas,
aumentando el número de átomos de aluminio por cargas positivas. El aluminio se
adsorbe sobre los sitios que se unen a calcio en la superficie celular.
Se
ha reportado también que el Al entra a la planta moviéndose dentro de las
células meristemáticas vía cortex, pasando la barrera endodérmica. El catión
polivalente Al se mueve por el apoplasto de las células corticales, pero puede
entrar también a la estela a través del plasmalemma. Estudios
ultraestructurales han demostrado que la máxima acumulación se produce en las
células epidérmicas y corticales.
El
aluminio interfiere con la absorción, transporte y uso de varios elementos
esenciales incluyendo Cu, Zn, Ca, Mg, Mn, K, P y Fe. Cuando el pH está por
debajo de 5,5 un antagonismo entre Ca y Al es probablemente el factor más importante
que afecta la absorción de Ca por las plantas. Muchas especies vegetales y
variedades varían ampliamente en su tolerancia a un exceso de Al en el medio de
crecimiento. En varias especies, esas diferencias son controladas
genéticamente. Las especies tolerantes al Al deben ser capaces de prevenir la
absorción de un exceso de Al o detoxificar el Al después de haber sido
absorbido. El aluminio causa también daños morfológicos a órganos vegetales.
Afecta la fotosíntesis disminuyendo la concentración de clorofila, reduciendo
el flujo de electrones. Retarda la actividad respiratoria y la síntesis
proteica, se une al DNA y a núcleos celulares. Cuando se acumula en las raíces,
inicialmente inhibe la actividad mitótica, posiblemente afectando la función
integrada de control del meristema de la raíz.
La
toxicidad del aluminio en suelos ácidos es de especial importancia, debido a la
destrucción de componentes del ecosistema forestal. Se reduce el rendimiento de
biomasa, el crecimiento de los árboles y la actividad de la microflora que
degrada la hojarasca del suelo, convirtiéndola en humus.
El Aluminio y el Desarrollo
Radical de los Cultivos
Se ha estimado que entre un 30 a 40 % de los suelos agrícolas del mundo
tienen problemas de acidez, limitando el crecimiento y desarrollo de los
cultivos. En suelos con pH menor a 5, el aluminio (Al) es un elemento
perjudicial al solubilizarse en formas iónicas. Estas formas iónicas han
demostrado ser muy tóxicas para las plantas, provocando inicialmente la inhibición
de la elongación de las raíces. La forma Al3+ y polímeros del
elemento son los más tóxicos dentro del suelo, mientras que los complejos
orgánicos e inorgánicos del elemento son menos fitotóxicos.
El aluminio en el suelo
La corteza terrestre está compuesta por más de 15 % de óxido de
aluminio (Al2O3), el cual en condiciones neutras o
alcalinas es poco soluble y por tanto no alcanza concentraciones tóxicas
para los vegetales; sin embargo, con la reducción del pH del suelo se
incrementa su solubilidad, llegando a ocupar más de la mitad de los sitios de
intercambio iónico en el suelo. Como consecuencia se presentan
deficiencias nutrimentales severas relacionadas a las bases (Ca, Mg y K)
intercambiables y efectos tóxicos causados por los iones H+, Al3+ y
Mn2+. Se tienen algunos parámetros para determinar la posibilidad de
toxicidad por aluminio como es la relación (Ca+Mg+K)/Al, donde el aluminio
presenta condiciones de toxicidad para la planta cuando el cociente es menor o
igual a la unidad.
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