Principios de nutrición vegetal

693 Pages·1987·28.788 MB·English

by  Konrad Mengel, Mercedes Ruíz Ruíz Gallud, Ricardo J. Melgar, Ernest A. Kirkby

K. Mengel y E.A. Kirkby Principios de Nutrición Vegetal
Traducción de R.J. Melgar y Mercedes Ruiz
© Copyrights: derechos reservados Intemational Potash Institute
Schneidergasse 27
P.O. Box 1609
CH-4001 Basel 1 Switzerland
Phone: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [email protected]
Web: www.ipipotash.org
ISBN: Nr. 3-906 535 03 7
Impresión: Brinkmann, Mulhouse, Francia
Disposición: Sandrine Randon, IPI, Basel, Suiza
Traducción al español de la 4a edición (1987)
PRINCIPIOS DE
NUTRICIÓN VEGETAL
Dr. Konrad Mengel
Professor de Nutrición Vegetal, Justus Liebig University,
Giessen, Germany
Ernest A. Kirkby
Senior Lecturer en Ciencias de las Plantas, Dept. de Ciencias de las
Plantas, The University, Leeds, England
Traducción por:
Ricardo J. Melgar, Ing. Agr. Ph.D
Instituto Nacional de Tecnologia Agropecuaria
Estacion Experimental Agropecuaria Pergamino
c.c. No. 31, 2700 Pergamino, Argentina
Mercedes Ruiz Gallud, Ing. Agr.
Cl Serrano 215, 28016 Madrid (Spain)
Editor:
Intemational Potash Institute
Schneidergasse 27, P.O. Box 1609
CH-4001 Basel, Switzerland
2000
3
Prefacio
(4 a edición)
Las tres ediciones anteriores de "Principios de Nutrición Vegetal" tuvieron
mucho éxito. No sólo se vendieron bien, una consideración primaria tanto para
los autores como para el editor, sino que además se demostró un interés
considerable por el trabajo. Se realizaron traducciones a varios idiomas y ahora
el libro se usa a nivel mundial como un libro de texto ya sea en inglés o
traducido. Los revisores también fueron principalmente amables, constructivos y
favorables en sus comentarios. Esto nos animó, por lo tanto, a preparar una
nueva edición actualizada del texto a la fecha, de nuevo con el objetivo de
producir un libro que los estudiantes encuentren fácil de leer y entender.
En esta nueva edición la disposición de los contenidos se ha mantenido ya
que probó ser muy satisfactoria en ediciones anteriores. Como antes también las
disciplinas científicas de edafología, bioquímica, fisiología vegetal, ecología y
agronomía, se han enfocado al tema principal de la nutrición vegetal. En esta
versión nueva revisada y actualizada se ha puesto un énfasis algo mayor en
problemas ecológicos, de acuerdo con los últimos desarrollos.
Estamos profundamente agradecidos a amigos y colegas por sus consejos y
en particular al Profesor SUN XI y al Sr. RAo Ll-HUA, de la Universidad
Agrícola de Hanghshou, en la República Popular China y al Profesor Ch.
HECHT-BUCHHOLZ y a la Sra. Ursula ÜRTMANN de la Universidad Técnica de
Berlín por proporcionarnos nuevas fotografias.
Desearíamos expresar nuestro agradecimiento en particular a la Sra. Helga
MENGEL que realizó mucho trabajo de apoyo en la preparación del manuscrito
tan importante en la producción de un libro de este tipo y para la Sra. Edith
HUTZFELD que preparó las figuras. También agradecemos al editor el Instituto
Internacional de la Potasa.
Uno de nosotros "E.A.K" queda profundamente agradecido a la Society of
Fellows de la Universidad de Durham por la oportunidad de pasar 9 meses en
un retiro de estudios en el University College y en el departamento de Botánica,
tiempo durante el que se efectuaron algunas de las revisiones de la 4a edición.
Giessen y Leeds, Septiembre 198 7 K. MENGEL E.A. KlRKBY
4
Prefacio
( 1 edición)
a
La supervivencia del hombre, siempre ha dependido de la vida de las plantas
como fuente de alimento, materias primas y energía. Esto se debe a la capacidad
de las plantas verdes de transformar energía luminosa en energía química. En el
proceso de la fotosíntesis, las plantas acumulan las bajas concentraciones de
dióxido de carbono de la atmósfera convirtiéndolas en azúcares. Esta es la base
de la síntesis de las materias primas naturales vitales incluyendo almidón, fibras,
aceites vegetales, gomas así como un gran número de compuestos orgánicos
algunos de los cuales, como los aminoácidos esenciales, ácidos grasos esenciales
y vitaminas son indispensables en la dieta de los mamíferos. Es este proceso
fotosintético también el que explica el almacenamiento de la energía mundial en
forma de combustibles fósiles de los que depende tan significativamente el
hombre.
La creciente población mundial se ve ahora confrontada por una mayor
escasez de productos vegetales, y hay una mayor necesidad de producir cultivos
de más altos rendimientos y calidad. Un aspecto importante de la producción
vegetal es que la alta productividad puede solamente lograrse en plantas que
están alimentadas adecuadamente. Este es el objetivo de este libro: presentar los
"Principios de Nutrición Vegetal" que pueden aplicarse en la producción mayor
y mejor de productos alimenticios y otros. Éste es, entonces, el principal
propósito del libro, proporcionar información para ayudar a resolver problemas
prácticos. En lo que a esto respecta aprobamos el punto de vista del gran
microbiólogo francés, Louis Pasteur que una vez dijo que "no hay Ciencia
Aplicada sino sólo la aplicación del conocimiento científico, del pensamiento y
la técnica a problemas prácticos".
El tema de la nutrición vegetal está relacionado con el suministro de
nutrientes así como la absorción de dichos nutrientes y su distribución en las
plantas. Está íntimamente relacionada con el metabolismo de las plantas. Así, en
un sentido más amplio la asimilación de nutrientes, sus funciones metabólicas y
su contribución al crecimiento y a a la producción de rendimientos también
pueden considerarse como parte de la nutrición vegetal. El lado práctico de la
nutrición vegetal es la aplicación de fertilizantes. Estos son los principales temas
de este libro.
El libro presenta un amplio espectro de temas que atraviesan los limites de la
Edafología, Fisiología y Bioquímica vegetales. Somos suficientemente
optimistas para creer que tan amplio tratamiento proporcionará una mejor
5
comprensión de la Nutrición Vegetal, aunque estamos seguros que en un libro de
este alcance y para los propósitos para los que se utilizará, alguna simplificación
es inevitable. En nuestra opinión, esto es justificable para que puede presentarse
una imagen clara que pueda ser comprendida por los estudiantes.
La obra es esencialmente un libro de texto para estudiantes de agricultura,
horticultura e ingeniería forestal. Además, debería también servir como guía a
todos aquellos que están interesados en las ciencias de las plantas y la
producción de cultivos. Por esta razón, se cita más literatura que la generalmente
encontrada en libros de texto para estudiantes. En vista del vasto número de
trabajos científicos producidos en la ultima década no es posible presentar un
examen detallado de la literatura de todos los temas discutidos. No obstante,
creemos que las referencias citadas proporcionarán una útil introducción a
aquellos que intentan estudiar un tema particular en más detalle. En las
referencias citadas, elegimos deliberadamente literatura de diferentes países para
mostrar el alcance de la investigación y para presentar una imagen mundial del
tema.
Nos gustaría expresar nuestra gratitud a todas aquellas personas que nos
ayudaron a completar este libro. Estamos endeudados con el Sr. D.R.
HOLDFORD, Sr. W.N. TOWNSEND y Dr. P.B. TINKER que tuvieron la poco
envidiable tarea de leer las secciones del libro en su primera propuesta. Sus
comentarios estimulantes y valiosas sugerencias fueron de lo más apreciadas.
Estamos también agradecidos al Dr. F.E. SANDERS y al Profesor. H.W.
WOOLHOUSE por sus útiles discusiones.
Algunos autores fueron muy amables al permitirnos utilizar sus fotografias
originales. Estos incluyeron a Dr. H. AHMED y Dr. H. E. EVANS, Profesor S.A.
BARBER, Dr. M. BECK, Dr. J.A. BECKING, Dr. J.B. BOLE, Dr. C. BOULD,
Profesor E. BRANDENBURG, Dr. P.C. De KOCK, Dr. A.P. DRAYCOTT, Dr. D.B.
FISHER, Profesor W. GERTEL, Dr. D. KRAMER, Dr. 0. MACHOLD y Dr. G.
SCHOLZ, Dr. G. MIX, Dr. P. RUCKENBAUER, Dr. F.E. SANDERS, Dr. G.
TROLLDENIER, Dr. H.P. PISSAREK, Dr. C.B. SHEAR y Dr. B. WALTER.
Unas de las tareas más arduas y consumidoras de tiempo en la producción de
un libro es la preparación del manuscrito~ Queremos darle las gracias en especial
por lo tanto a la Señorita R. GERKE y a la Sra. J. ANDREW por mecanografiar y a
la Sra. K. MENGEL que se implicó mucho en el trabajo de este libro revisando y
ordenando la sección de literatura.
Nos gustaría también agradecer al Instituto Internacional de la Potasa el
haber accedido en el formato del libro, y haber publicado el libro con tanta
rapidez.
Giessen y Leeds, 1978 K. MENGEL E.A. KlRKBY
6
Contenido
Pagina
Capítulo 1: Los Nutrientes de las Plantas ......................................... 11
1.1. Definiciones y Clasificación .....................................................1 1
1.2. Funciones Generales .............................................................. 14
1.3. Contenido Mineral del Material Vegetal ...................................... 19
Capítulo 2: El Suelo como Medio Nutritivo de la Planta ...................... 25
2.1. Propiedades Físico-Químicas Importantes .................................... 25
2.2. Características Importantes del Suelo .............. ~ ........................... 39
2.3. Factores Relativos a la Disponibilidad de Nutrientes ........................ 66
2.4. Determinación de la Disponibilidad de Nutrientes ........................... 95
Capítulo 3: Absorción y Asimilación de Nutrientes ........................... 113
3.1. Absorción de Iones y Estado Iónico de las Plantas ......................... 113
3.2. Fotosíntesis y Asimilación de C02 ........................................... .146
3.3. Asimilación del Nitrógeno y del Azufre ..................................... .171
Capítulo 4; Relaciones Planta-Agua .............................................. 191
4.1. Procesos Básicos de las Relaciones Planta-Agua ........................... 191
4.2. Balance Hídrico .................................................................. 198
4.3. Transporte a Larga Distancia .................................................. 210
4.4. Aspectos Fisiológicos del Estrés Hídrico .................................... 226
4.5. Aspectos Prácticos del Estrés Hídríco ........................................ 231
4.6. Salinidad .......................................................................... 235
Capítulo 5: Nutrición y Crecimiento de las Plantas ........................... 245
5.1. Etapas Esenciales de Crecimiento y Componentes del Rendimiento ...... 245
5.2. Nutrición y Respuesta en Términos de Rendimiento ...................... 269
5.3. Nutrición y Calidad Vegetal ................................................... 281
Capítulo 6: Aplicación de los Fertilizantes ...................................... 301
6.1. El Ciclo de los Nutrientes ...................................................... 301
6.2. Fertilizantes Minerales y Orgánicos y Técnicas de Fertilización ........... 316
6.3. Aspectos Generales de la Aplicación de los Fertilizantes ................. 329
7
Capítulo 7: Nitrógeno ............................................................. 345
7 .l. El Nitrógeno en el Suelo y su Disponibilidad ............................. 345
7.2. El Nitrógeno en la Fisiología ................................................ 363
7.3. Aplicación de Fertilizantes Nitrogenados y Producción de los Cultivos 372
Capítulo 8: Azufre ................................................................. 385
8.1. El Azufre del Suelo ........................................................... 385
8.2. El Azufre en la Fisiología .................................................... 387
8.3. El Azufre en la Nutrición de los Cultivos ................................. 398
Capítulo 9: Fósforo ................................................................ 403
9.1. El Fósforo del Suelo .......................................................... 403
9.2. El Fósforo en la Fisiología .................................................. .413
9.3. El Fósforo en la Nutrición de Cultivos .................................... .419
Capítulo 10: Potasio .............................................................. .427
10 .1. El Potasio del Suelo ......................................................... 427
10 .2. El Potasio en la Fisiología ................................................. .434
10.3. El Potasio en la Nutrición de los Cultivos ............................... .446
Capítulo 11: Calcio ................................................................ 455
11.1. El Calcio del Suelo .......................................................... 455
11.2. El Calcio en la Fisiología .................................................. .461
11.3. El Encalado y el Calcio en la Nutrición de Cultivos ................... .474
Capítulo 12: Magnesio ............................................................ 481
12.1. El Magnesio del Suelo ..................................................... .481
12.2. El Magnesio en la Fisiología .............................................. .482
12.3. El Magnesio en la Nutrición de los Cultivos ............................ 1488
Capítulo 13: Hierro ............................................................... .493
13.1. El Hierro del Suelo .......................................................... 4.93
13.2. El Hierro en la Fisiolog~a .................................................. .495
13.3. El Hierro en la Nutrición de los Cultivos ................................. 504
Capítulo 14: Manganeso ......................................................... .513
14.1. El Manganeso del Suelo .................................................... 513
14.2. El Manganeso en la Fisiología .............................................5 15
14.3. El Manganeso en la Nutrición de los Cultivos ........................... 521
Capítulo 15: Zinc ...................................................................5 25
15.1. El Zinc del Suelo ............................................................ 525
15.2. El Zinc en la Fisiología ..................................................... 526
15.3. El Zinc en la Nutrición de los Cultivos ................................... 532
8
Capítulo 16: Cobre ................................................................... 537
16.1. El Cobre del Suelo ............................................................. 537
16.2. El Cobre en la Fisiología ..................................................... 538
16.3. El Cobre en la Nutrición de los Cultivos ................................... 545
Capítulo 17: Molibdeno ............................................................. 551
17 .l. El Molibdeno del Suelo ....................................................... 5 51
17.2. El Molibdeno en la Fisiología ................................................ 552
17.3. El Molibdeno en la Nutrición de los Cultivos .............................. 556
Capítulo 18: Boro .................................................................... 559
18.1. El Boro del Suelo .............................................................. 559
18.2. El Boro en la Fisiología ....................................................... 561
18.3. El Boro en la Nutrición de los Cultivos .................................... 568
Capítulo 19: Otros Elementos de Importancia ................................. 573
19.1. Cloro ............................................................................. 573
19.2. Silicio ............................................................................ 577
19.3. Cobalto .......................................................................... 582
19.4. Vanadio ......................................................................... 588
Capítulo 20: Elementos con Efectos Tóxicos ................................... 589
20.1. Yodo ............................................................................. 589
20.2. Bromo ............................................................................. 590
20.3. Flúor ............................................................................. 591
20.4. Aluminio ...................................................................... ·. . 592
20.5. Níquel ........................................................................... 594
20.6. Cromo ........................................................................... 596
20.7. Selenio ........................................................................... 597
20.8. Plomo ............................................................................ 598
20.9. Cadmio y otros metales pesados ............................................. 601
Referencias ............................................................................6 07
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