El ciclo del azufre
Introducción
En la definición de los nutrientes según su cantidad necesaria para el normal crecimiento y desarrollo de las plantas, se estableció la clasificación de los mismos en:
- Macronutrientes: nitrógeno, fósforo y potasio
- Nutrientes secundarios: calcio, magnesio y azufre
- Micronutrientes: cobre, cinc, molibdeno, hierro, manganeso, boro y cloro
Las deficiencias de los elementos secundarios así como de los micronutrientes puedes ser solo de alguno de ellos o en una forma combinada. Las carencias que sufre la planta son debidas a una causa cuantitativa o cualitativa. La primera se refiere a la falta original del elemento en el suelo debido a su constitución mineral. La segunda indica que existen las cantidades necesarias del elemento pero que éste no se encuentre en una forma asimilable directamente por las plantas; las condiciones limitantes son:
- El pH del suelo que determina su acidez o basicidad, "inmovilizando" los diferentes elementos
- El contenido de materia orgánica que posibilita el grado de absorción del nutriente a nivel del complejo absorbente
En suelos con poco contenido de materia orgánica los nutrientes son fácilmente lixiviados y, además de disminuir la cantidad relativa de los mismos, diminuye su capacidad de pasar a la solución del suelo.
La salinidad del suelo que promueve el fenómeno de competencia iónica, produciendo una marginación de algunos nutrientes por el exceso de otros.
Estos son los factores que influyen en la asimilación del azufre y que influyen directamente en su ciclo.
Objetivos
- Conocer la importancia, funciones y deficiencias del azufre en el metabolismo de las plantas
- Familiarizar al estudiante con el funcionamiento del ciclo del azufre
Fundamento Teórico
El azufre generalmente se encuentra en el material permeable del suelo; así también como:
- Azufre cristalino
- En gas natural
- Roca madre (basalto)
- En aguas y ríos
- Pirita (blenda)
Ciclo del Azufre
La intemperización extrae sulfatos de las rocas, los que recirculan en los ecosistemas. En los lodos reducidos, el azufre recircula gracias a las bacterias reductoras del azufre que reducen sulfatos y otros compuestos similares, y a las bacterias desnitrificantes, que oxidan sulfuros.
Esquema de animales y plantas como parte de los sistemas naturales
El H2S que regresa a la atmósfera se oxida espontáneamente es acarreado por la lluvia. Los sulfuros presentes en combustibles fósiles y rocas sedimentarias son oxidados finalmente a ser empleados como combustible por el hombre, debido a movimientos de la corteza terrestre, y a la intemperización, respectivamente.
La mineralización del azufre ocurre en las capas superiores del suelo, el sulfato liberado del humus es fijado en pequeñas escala por el coloide del suelo, la fuerza de absorción con la cual son fijadas los aniones crecen en la siguiente escala:
Cl¯ -NO3¯ -SO4¯ -PO4¯ -SiO3¯ -OH¯
El sulfato es ligado correspondientemente mucho más débilmente que el fosfato del cual pequeñas cantidades es suficiente para reemplazar el SO4 a través de las raíces. El sulfato es la forma soluble del tratamiento del azufre en la planta donde es reducido para integrar compuestos orgánicos. La reabsorción del SO4, depende del catión acompañante y crece en el sentido siguiente.
Ca < Mg < Na < NH < K
En cantidades limitadas el azufre puede absorberse, este proceso puede ser inhibido por el cloro, por el cloro, por las partes epigeas de la planta.
Ver imagen del ciclo del azufre
Entre el azufre orgánico y le mineral, no existe una concreta relación en la planta; la concentración de S-mineral, depende en forma predominante de la concentración del azufre in situ, por la cual pueden darse notables variaciones. En cambio el azufre de la proteínas depende del nitrógeno, su concentración es aproximadamente 15 veces menos que el nitrógeno.
Ciclo del azufre
El azufre es absorbido por las plantas en su forma sulfatado, SO4, es decir en forma aniónica perteneciente a las distintas sales: sulfatos de calcio, sodio, potasio, etc. (SO4 Ca, SO4Na2)
El azufre no solo ingresa a la planta a través del sistema radicular sino también por las hojas en forma de gas de SO2, que se encuentra en la atmósfera, a donde se concentra debido a los procesos naturales de descomposición de la materia orgánica, combustión de carburantes y fundición de metales.
Funciones:
El azufre en el interior de las células tiene características de poca movilidad. Cumple fisiológicamente algunas funciones importantes, además de constituir distintas sustancias vitales, están son:
- Forma parte constituyente de las proteínas (cistina, cisteína, metionina)
- Forma parte de las vitaminas (biotina)
- Es constituyente de las distintas enzimas con el sulfidrilo (SH¯) como grupo activo, que actúan en el ciclo de los hidratos de carbono y en los lípidos (en la oxidación de los ácidos grasos, como la coenzima A, CoA)
- Interviene en los mecanismos de óxido-reducción de las células (con el glutation)
- Interviene en la estructura terciaria de las proteínas; las proteínas se ordenan en grandes cadenas moleculares, el azufre ayuda a la constitución de estas macromoléculas además de formar parte de los aminoácidos (compuestos moleculares imprescindibles para la formación de los péptidos, que se unen a su vez para la formación de las proteínas)
Algunas especies como las crucíferas, y entre ellas las liliáceas, adsorben una gran cantidad de sulfatos, produciendo en su contenido celular gran cantidad de sulfuro de alilo que ocasiona el olor característico de algunos vegetales como la cebolla.
El contenido de azufre en las oleaginosas, y especialmente de aquellos frutos con alto contenido de aceite como la mostaza, es notablemente elevado. El azufre actúa sobre el contenido de azúcar de los frutos, a pesar de que el contenido de almidón también puede estimarse; sin embargo no puede hablarse de una elevación del contenido del almidón por la fertilización el azufre.
El azufre es un componente insustituible de algunas grasas (mostaza y ajo), y también forma parte de las vitaminas (tiamina y biotina). Este elemento contribuye en la formación de la clorofila, a un desarrollo más acelerado del sistema radicular y de las bacterias nodulares, que asimilan el nitrógeno atmosférico, que viven en simbiosis con las leguminosas. Parte del azufre se encuentran en las plantas en forma oxidada de compuestos inorgánicos.
Las gramíneas y la Papa requieren entre 10 - 15 kg/Ha. Las coles 40 - 70 kg/Ha.
Deficiencias del Azufre:
Deficiencias del Azufre en el Suelo:
La deficiencia de azufre se observa en suelos pobres en materia orgánica, suelos arenosos franco arenosos.
Una deficiencia de azufre en el suelo puede traer una disminución de la fijación de nitrógeno atmosférico que realizan las bacterias, trayendo consecuentemente una disminución de los nitratos en el contenido de aquél.
Deficiencias del Azufre en la Planta:
Cuando el azufre se encuentra en escasa concentración para las plantas se altera los procesos metabólicos y la síntesis de proteínas. La insuficiencia del azufre influye en le desarrollo de las plantas.
Síntomas de Deficiencia de Azufre:
Los síntomas de deficiencia de azufre son debidos a los trastornos fisiológicos, manifestándose en los siguientes puntos:
- Crecimiento lento
- Debilidad estructural de la planta, tallos cortos y pobres
- Clorosis en hojas jóvenes, un amarillamiento principalmente en los "nervios" foliares e inclusive aparición de manchas oscuras (por ejemplo, en la papa)
- Desarrollo prematuro de las yemas laterales
- Formación de los frutos incompleta
Conclusiones:
- Todos los nutrientes, ya sean macro o micro elementos son necesarios para un correcto balance para la nutrición de la planta
- La ausencia de un macro o micro elemento, provocaría un des balance no solo en el sistema fisiológico de la planta sino también en el sistema del suelo y medio ambiente
Bibliografía:
- "Rol Fisiológico de los nutrientes en la vida de las plantas" Ing. M. Sc. Germán E. Matos (La Paz-Bolivia) 1998.
- "Introducción a la Ecología" Paúl A. Colinvaux Editorial Limusa, S.A. de C.V. México (1995)
Autor: Jerko Tulio Tapia Justiniano.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)