El molibdeno en las plantas

El molibdeno es un micronutriente esencial que desempeña funciones esenciales en el desarrollo y la productividad de las plantas. Sin embargo, suele recibir menos atención en comparación con otros nutrientes. 

El molibdeno ocurre naturalmente en el suelo, el agua y en varios organismos biológicos. Las plantas absorben molibdeno principalmente en forma de anión molibdato (MoO ₄^2- ). Si bien las plantas sólo requieren pequeñas cantidades de molibdeno, su presencia es crucial para varios procesos enzimáticos, particularmente aquellos involucrados en el metabolismo del nitrógeno. 

La importancia del molibdeno como nutriente esencial para las plantas fue destacada por primera vez en 1942 por AJ Anderson en Australia. Anderson informó respuestas significativas en el subtrébol, lo que indica el papel fundamental del molibdeno en el crecimiento y la productividad de las plantas.

Las Funciones del molibdeno en las plantas

El molibdeno tiene funciones multifacéticas en la biología vegetal, que abarcan la conversión crítica del nitrógeno atmosférico, la activación de vías enzimáticas esenciales y el apoyo a los procesos reproductivos.

1. Fijación de nitrógeno: el molibdeno es un componente clave de las enzimas nitrogenasas, que son esenciales para convertir el nitrógeno atmosférico en una forma que las plantas pueden utilizar.  Este proceso es particularmente crucial en cultivos de leguminosas como la soja, los guisantes y la alfalfa, que dependen en gran medida del molibdeno para la fijación eficiente de nitrógeno. Las bacterias en los nódulos de las raíces de estas plantas requieren molibdeno para activar las enzimas nitrogenasa, facilitando la relación simbiótica que permite la conversión del nitrógeno atmosférico en amoníaco, una forma de nitrógeno que las plantas pueden asimilar fácilmente.

2. Actividad enzimática: las enzimas dependientes del molibdeno participan en diversas vías bioquímicas críticas para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Por ejemplo, la enzima nitrato reductasa facilita la conversión de nitrato en nitrito, un precursor de aminoácidos y proteínas. Otra enzima dependiente del molibdeno, la sulfito oxidasa, participa en el metabolismo del azufre.

3. Formación y germinación de semillas: el molibdeno desempeña un papel vital en la síntesis de fitohormonas, como el ácido abscísico (ABA), que regula la latencia de las semillas, la germinación y el crecimiento temprano de las plántulas. Por lo tanto, se necesitan niveles adecuados de molibdeno para una formación y viabilidad óptimas de las semillas.

La disponibilidad de molibdeno en el suelo

El molibdeno disponible para las plantas representa, en promedio, del 2 al 20% del molibdeno total en el suelo. Se une a la arcilla y los coloides orgánicos del suelo, haciéndolo resistente a la lixiviación.

La disponibilidad de molibdeno varía según el pH del suelo. Su disponibilidad aumenta en suelos alcalinos, a un pH >7,5. Sin embargo, en suelos ácidos, el molibdeno se une fuertemente a los hidratos de hierro y aluminio, fosfatos y arcillas, lo que reduce su disponibilidad.

Por el contrario, la disponibilidad de molibdeno en suelos ácidos disminuye a medida que aumenta significativamente la adsorción de aniones a los óxidos del suelo. En suelos ácidos, aumenta la concentración de iones de hidrógeno (H⁺) en la solución del suelo. Esta abundancia de iones H⁺ da como resultado una mayor concentración de sitios cargados positivamente en los coloides del suelo. Dado que el molibdeno existe principalmente en forma de un ion cargado negativamente (MoO₄²⁻) en la solución del suelo, tiende a unirse a estos sitios cargados positivamente en los coloides del suelo.

Mantener el pH adecuado del suelo mediante el encalado puede optimizar la absorción de molibdeno por las plantas.

Interacciones del molibdeno con los componentes del suelo

El comportamiento del molibdeno en el suelo está influenciado por sus interacciones con diversos componentes del suelo, incluidos los óxidos de azufre, fósforo, cobre, aluminio y hierro, y la materia orgánica. Por lo tanto, comprender estas interacciones es crucial para gestionar la disponibilidad de molibdeno y optimizar la nutrición de las plantas.

Interacciones con azufre

El azufre puede interferir con la absorción y translocación del molibdeno dentro de la planta. Por lo tanto, las altas concentraciones de azufre podrían provocar una reducción de la absorción de molibdeno y posibles síntomas de deficiencia. Este efecto antagónico del azufre sobre la absorción de molibdeno puede provocar una fijación deficiente del nitrógeno en los cultivos de leguminosas y otros desequilibrios metabólicos en las plantas.

Además, el azufre tiene un efecto acidificante del suelo. Podría reducir el pH del suelo, creando condiciones que pueden reducir la disponibilidad de molibdeno.

Interacciones con fósforo

Se ha demostrado que la presencia de fósforo soluble en el suelo mejora la absorción de molibdeno por las plantas. Por ejemplo, las investigaciones sugieren que el fósforo tiene un efecto estimulante sobre los mecanismos de absorción de molibdeno en las raíces de las plantas. Se cree que los iones fosfato (PO4 ^3- ) desempeñan un papel clave en la promoción de la absorción de molibdeno por las plantas. Además, los iones fosfato pueden facilitar la formación de un complejo conocido como anión fosfomolibdato, que las raíces de las plantas absorben más fácilmente.

Interacciones con el cobre

Al igual que el azufre, las altas concentraciones de cobre pueden interferir con la absorción y translocación del molibdeno dentro de la planta, lo que puede provocar una reducción de la absorción de molibdeno y una posible deficiencia. Esta interferencia se produce debido a varios factores, incluida la similitud química entre el molibdeno y el cobre, que puede provocar una inhibición competitiva de los mecanismos de absorción dentro de la planta.

Interacciones con óxidos de aluminio y hierro.

El molibdeno interactúa con los óxidos de aluminio y hierro, que son minerales comunes del suelo con una gran superficie y sitios reactivos. Por lo tanto, en suelos ácidos, donde prevalecen los óxidos de aluminio y hierro, el molibdeno tiende a unirse fuertemente a estos minerales. Además, el pH del suelo influye en el grado de adsorción de molibdeno a óxidos de aluminio y hierro, produciéndose una mayor sorción en condiciones ácidas.

Interacciones con la materia orgánica.

La materia orgánica desempeña un papel vital en la fertilidad del suelo y el ciclo de nutrientes, incluida la dinámica del molibdeno. El molibdeno se une a la materia orgánica mediante complejación superficial e interacciones electrostáticas, contribuyendo a su retención y liberación en el suelo. Debido a estas interacciones, la materia orgánica puede servir como reservorio de molibdeno, liberándolo gradualmente para que las plantas lo absorban con el tiempo.

Además, la materia orgánica mejora la estructura del suelo y la actividad microbiana, lo que puede influir en la disponibilidad y el ciclo del molibdeno en los ecosistemas del suelo. La incorporación de enmiendas orgánicas al suelo puede mejorar la disponibilidad de molibdeno y promover prácticas sostenibles de gestión de nutrientes en la agricultura.

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Síntomas de la deficiencia de molibdeno

La deficiencia de molibdeno puede manifestarse de diversas formas, según la especie de planta y las condiciones ambientales. Por ejemplo, los síntomas comunes incluyen retraso en el crecimiento, coloración amarillenta de las hojas más viejas, reducción de la fijación de nitrógeno, desarrollo anormal de las hojas y retraso en la floración y fructificación.

La sensibilidad de los cultivos a la deficiencia de molibdeno varía significativamente entre los diferentes tipos de cultivos. La siguiente tabla clasifica varios cultivos según su nivel de sensibilidad a la deficiencia de molibdeno.

Ejemplos de síntomas carenciales en diferentes cultivos:

Legumbres (por ejemplo, soja)

Amarillamiento de los márgenes de las hojas: Las hojas más viejas suelen mostrar un color amarillento característico en los márgenes, que avanza hacia el centro.

Crecimiento atrofiado: las plantas pueden presentar tasas de crecimiento reducidas, lo que resulta en plantas más pequeñas con menos hojas y más pequeñas.

Mala fijación de nitrógeno: puede haber una reducción notable en la eficiencia de la fijación de nitrógeno, evidenciada por menos o más pequeños nódulos en las raíces, lo que provoca síntomas de deficiencia de nitrógeno incluso en suelos ricos en nitrógeno.

Crucíferas (por ejemplo, coliflor)

Cola de látigo: Una condición distintiva en la que las láminas de las hojas se distorsionan y se estrechan, dando lugar a una apariencia de «látigo». Esto se nota más en las hojas nuevas.

Hojas pálidas o amarillas: las hojas pueden parecer más pálidas de lo normal, y las hojas más jóvenes a veces muestran un color amarillento más pronunciado.

Agrios

Manchas amarillas: las hojas pueden desarrollar manchas amarillas entre las venas, lo cual es un síntoma común de deficiencia de molibdeno en los cítricos.

Hojas moteadas: Puede producirse un moteado de las hojas, junto con un adelgazamiento general de la cubierta foliar debido a una disminución de la eficiencia de la fotosíntesis.

Imágenes de deficiencias de molibdeno:

Deficiencia de molibdeno en café y coliflor (fuente: Yara)

Fuentes y gestión de molibdeno.

1. Enmiendas del suelo: las pruebas del suelo son cruciales para evaluar los niveles de molibdeno y determinar las enmiendas apropiadas. La aplicación de fertilizantes que contengan molibdeno o enmiendas orgánicas como el compost puede ayudar a aliviar las deficiencias.
2. Aspersiones foliares: La aplicación foliar de molibdeno puede proporcionar una solución rápida y eficiente, especialmente durante las etapas críticas de crecimiento o cuando aparecen síntomas de deficiencia. 
3. Rotación de cultivos y cultivos intercalados de leguminosas: la incorporación de cultivos de leguminosas a los sistemas de rotación puede mejorar la fertilidad del suelo y la disponibilidad de molibdeno mediante la fijación de nitrógeno.

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Los fertilizantes de molibdeno incluyen:

Molibdato de sodio (Na₂MoO₄)

Composición: El molibdato de sodio es una fuente altamente soluble de molibdeno y normalmente contiene aproximadamente un 39 % de molibdeno. Se usa ampliamente tanto en aplicaciones foliares como en aplicaciones al suelo debido a su alta solubilidad y facilidad de absorción por las plantas.

Molibdato de amonio ((NH₄)₆Mo₇O₂₄·4H₂O)

Composición: El molibdato de amonio contiene alrededor de un 54% de molibdeno. Es otra forma soluble de molibdeno, adecuada para aplicaciones foliares y sistemas de fertirrigación. Este compuesto proporciona molibdeno en una forma fácilmente disponible para las plantas.

Trióxido de molibdeno (MoO₃)

Composición: El trióxido de molibdeno contiene aproximadamente un 66% de molibdeno. Es menos soluble que el molibdato de sodio y amonio, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones en suelos donde se desea una liberación más lenta de molibdeno.

Quelatos de molibdeno

Composición: Los quelatos de molibdeno son complejos de molibdeno con moléculas orgánicas, que mejoran su solubilidad y disponibilidad para las plantas. La composición exacta y el contenido de molibdeno pueden variar según el agente quelante utilizado.