Por: Grupo de Soporte Técnico
Innovak Global

Introducción

Las raíces son reguladores clave de la función de las plantas y los ecosistemas a través de su papel en la extracción de agua y nutrientes de los suelos, además de la plasticidad de sus respuestas a las condiciones ambientales cambiantes. Las raíces actúan como un mediador del equilibrio de los ecosistemas, la evapotranspiración de la vegetación, que domina el control de la energía de la superficie terrestre, el ciclo del Carbono y Nitrógeno, y los equilibrios de agua. El conocimiento de los procesos funcionales de raíz es amplio y continúa mejorando con nuevas iniciativas de investigación y técnicas experimentales avanzadas.

El estudio de la biología de la raíz involucra la interacción de la raíz con el suelo, la rizósfera, las interacciones simbióticas con bacterias y hongos, la explotación del suelo y el aumento de la superficie por los pelos radiculares, e incluso entender características más específicas de la raíz para comprender la nutrición como las bandas casparianas en la endodermis, las características celulares del ápice  para que se produzca la absorción, los tiempos de crecimiento radicular y etapa de la planta, así también como la producción y secreción de exudados radiculares.

Raíz y nutrientes

La superficie de la raíz debe estar en contacto con nutrientes en el suelo, lo que se logra de tres maneras: intercepción de raíz, flujo de masas y difusión. La intercepción de raíz resulta del crecimiento de las raíces en los sitios donde se ubican los nutrientes. La cantidad de nutrientes interceptada por el crecimiento radicular es igual a la cantidad de nutrientes presentes en un volumen de suelo idéntico al volumen de la raíz. El flujo y la difusión masivos son el transporte de nutrientes del suelo a granel a la superficie de la raíz. El flujo de masas es el transporte de nutrientes disueltos en solución desde la mayor parte del suelo hacia la raíz, y su fuerza motriz es el gradiente de potencial de agua resultante de la absorción de la raíz del agua de los suelos. La difusión, por otro lado, es el movimiento aleatorio de iones nutrientes basado en el principio de movimiento térmico cuando existe un gradiente de concentración de iones entre el suelo y la raíz (Marschner, 1995)

Arquitectura radicular

La morfología de la raíz (longitud y el radio de la raíz) y la arquitectura (patrón de ramificación) son los rasgos primarios que influyen en la adquisición de recursos (Barber, 1995). Las raíces más finas pueden conferir una mayor absorción de nutrientes por unidad de masa radicular y área de superficie de la raíz. El sistema radicular cambia según las características del ambiente, por ejemplo, a condiciones  bajo P, la raíz se modifica a través de la inhibición del crecimiento de la raíz primaria, la promoción del crecimiento de la raíz lateral, la mejora del desarrollo de la raíz y la formación de abundantes pelos absorbentes en raíces agrupadas. Los mecanismos para activar las alteraciones en la arquitectura de la raíz en respuesta a la privación de P dependen de los cambios en la concentración localizada de P y del transporte o sensibilidad a los reguladores del crecimiento, como azúcares, auxinas, etileno, citoquininas, óxido nítrico, especies reactivas de oxígeno (ROS) y ácido abscísico (ABA). Como resultado, la arquitectura raíz se modifica, lo que permite que las plantas se adapten efectivamente al entorno de bajo P.

Superficie radicular

Una mayor superficie de raíz es mucho más eficiente en la toma de nutrientes, es decir, afecta en el total de absorción de un nutriente. El área superficial de un sistema de raíces se ve significativamente afectada por los radios de las raíces. Claassen y Steingrobe (1999) sugirieron que el volumen específico del suelo, del cual un nutriente se difunde a las raíces de las plantas, está relacionado negativamente con el radio de la raíz, lo que indica que un sistema de raíces más delgado tiene un área superficial mayor, lo que puede explicar la observación de que las raíces más delgadas aumentan la disponibilidad de Zn debido a una exploración más profunda del suelo (Dong et al., 1995).

Pelos radiculares

Los pelos radiculares son extensiones tubulares de células epidérmicas. Se estima que el 77% del área total de la superficie de la raíz de los cultivos está ocupada por pelos absorbentes  que forman el principal punto de contacto entre la planta y la rizosfera. Por lo tanto, los pelos radiculares son la zona activa y principal de absorción de los nutrientes. Se supone que tienen una mayor afluencia por unidad de área que la del eje principal de la raíz. Dado que las raíces a menudo tienen radios de entre 50 y 150 μm, el radio de los pelos de la raíz es inferior a 5 μm, el volumen específico del suelo con que tienen contacto  los pelos es significativamente mayor que el de las raíces.

Los pelos de la raíz no solo se extienden en la superficie absorbente de las raíces, sino también pueden crecer en pequeños poros y entre partículas de suelo. Estas características permiten que los pelos jueguen un papel importante para interceptar y ocupar espacios particularmente pequeños donde puede absorber nutrientes inmóviles o nutrientes poco móviles como el fósforo y el hierro unidos que están unidos a las fracciones del suelo.

Observación del ambiente rizosferico en el cultivo de clavel con cámara minirhizotron.

Exudación radicular

Algunos exudados de la raíz controlan directamente los procesos de la rizosfera para mejorar la absorción y asimilación de nutrientes. Por ejemplo, ácidos orgánicos de los exudados de la raíz pueden solubilizar el Ca, fosfatos, Fe y Al no disponible del suelo. Las enzimas extracelulares de los exudados de la raíz pueden mediar en la liberación de P de los compuestos orgánicos, haciéndolos así disponibles para la absorción y utilización por la raíz. Muchos tipos de compuestos tales como ácidos orgánicos y fitosideróforos incrementan la disponibilidad del hierro mediante quelación. Estos ácidos en la raíz pueden reducir notablemente el pH de la rizosfera, lo que efectivamente
moviliza algunos nutrientes en los suelos.

Raiz: fertilización y nutrición

Las condiciones de los cultivos en producción suelen estar encaminadas a lograr la eficiencia. En ese sentido se han realizado prácticas que permitan acompañar la fisiología de la planta. Es por esto que ya cada vez ha quedado claro la diferencia entre fertilizar y nutrir. El primer concepto sería una acción o practica voluntaria que realiza el técnico responsable,  la segunda seria la acción fisiológica y bioquímica que realiza la planta, bajo esta diferencia y pero con  el fin de hacer sinergia entre el practica y la fisiología podemos hablar de fertinutrición.

Las plantas están expuestas a una amplia gama de concentraciones de iones nutrientes, que pueden variar en varios órdenes de magnitud. Es crucial para las plantas mantener las concentraciones requeridas de iones nutrientes esenciales para un funcionamiento bioquímico y fisiológico óptimo, al mismo tiempo que se minimiza el daño de los iones no esenciales. Los mecanismos homeostáticos complejos pueden ser regulados o controlados por procesos combinados de absorción, transporte, distribución y desintoxicación. Los niveles de iones particulares  son controlados por un proceso homeostático. Por lo cual la dosificación, el tiempo adecuado y la forma adecuada de poner al alcance un nutriente a la planta es muy importante para tener los mejores resultados.