Potasio en cultivos: su importancia y funciones clave

Por Víctor Bataller Gómez

 

El potasio en nuestros cultivos se encuentra normalmente en un rango entre el 1 y el 4 % sobre materia seca, pudiendo alcanzar hasta el 8 % en algunos casos. La mayoría de los cultivos requieren potasio ya en las primeras etapas del crecimiento, necesidades que se mantienen durante las etapas vegetativas posteriores y alcanza su mayor exigencia en el periodo de floración y fructificación. Por lo tanto, es fundamental conocer perfectamente su comportamiento en la planta para evitar sus carencias, que pueden suponer una reducción de los rendimientos en la producción.

El potasio (K) es el macronutriente esencial requerido en mayor cantidad para el desarrollo de las plantas. Sus principales funciones son:

  • La osmorregulación y la transpiración: la osmorregulación es un proceso que utilizan los seres vivos para regular el contenido de agua y solutos en el interior de sus tejidos. No sólo es empleado por el reino vegetal, sino que también es utilizado por muchos vertebrados e invertebrados que viven en un medio acuático como es el caso de los peces. Por otro lado, la transpiración viene regulada por medio de la apertura y el cierre de los estomas que comunican la planta con el medio ambiente y la adaptan a él. Dicha apertura o cierre está condicionada por factores ambientales como la luz, la concentración de dióxido de carbono o la disponibilidad de agua. Se sabe que algunos cationes como el potasio, el calcio y el cloro intervienen activamente en este proceso. En caso de sequía, donde se puede producir un estrés hídrico, se cierran los estomas impidiendo pérdidas de agua en la planta, lo cual tiene el inconveniente de que impide el intercambio de gases y con ello la entrada de dióxido de carbono atmosférico necesario para la nutrición de las plantas mediante el proceso de fotosíntesis. Es por ello que en regiones muy cálidas los estomas frecuentemente son pequeños o casi inexistentes y que, además, contienen cantidades apreciables de ceras, pelos y tricomas que dificultan la salida del vapor de agua. El tamaño de los estomas oscila entre 0’6 a 3’5 micrómetros.
  • La síntesis de almidón es la forma biológica en que las plantas almacenan energía y biomasa a base de carbono.
  • La activación de enzimas: el K participa en la actividad catalítica de más de 60 enzimas en el reino vegetal, entre ellas la enzima ATPasa aumentando la velocidad de las reacciones catalíticas y el número de las mismas por unidad de tiempo.
  • La síntesis de proteínas: el K desempeña un papel fundamental en la síntesis y activación de la enzima nitrato reductasa que es la enzima indispensable en el proceso de asimilación del N. El potasio favorece la absorción, translocación y asimilación de los NO3– en las plantas y que es la materia prima para la fabricación de sus proteínas.
  • Favorece la elongación celular: como hemos citado anteriormente la osmorregulación induce la acumulación de soluto para crear el potencial osmótico interno necesario para la presión de turgencia. El K es el principal soluto requerido en las vacuolas para la elongación de las células debido a que aumenta el potencial osmótico favoreciendo la entrada de agua. Por lo tanto, el K es un nutriente fundamental para la elongación celular, principalmente para el crecimiento de las raíces por lo que su carencia también limita la absorción de agua y de otros nutrientes al tener menor cantidad de pelos absorbentes. Todo esto empeora en suelos con contenidos bajos de nutrientes y de agua disponible en el suelo.
  • Transporte de azúcares por el floema: a través del proceso de la fotosíntesis se producen fotoasimilados como los azúcares que posteriormente son trasportados por el floema hasta los sumideros (flores, frutos, raíces, etc.). El transporte de los fotoasimilados en el floema es impulsado por la ATPasa y como ya hemos visto el potasio es el elemento encargado de activar esta enzima.

Concentración y variación de potasio en la planta

La concentración de K varía no sólo entre las diferentes especies de plantas, sino también entre los distintos órganos de las mismas. Una vez que las hojas más viejas de la planta han alcanzado las concentraciones necesarias de este macronutriente su flujo desde las raíces cubre sólo las cantidades necesarias para el desarrollo y crecimiento del sistema radicular por lo viene determinado en gran medida por el grado de crecimiento. Los requerimientos de K varían a medida que se avanza en las etapas fisiológicas del cultivo y según sean cultivos anuales, perennes, árboles frutales, etc. Para lograr una buena producción debe saberse cuándo es mayor o menor la demanda de nutrientes por parte de la planta para lo que es necesario conocer al detalle la absorción, el desplazamiento y la distribución de los mismos dentro de la planta durante todo su ciclo vital.

El contenido de K en los tejidos de la planta se define generalmente como bajo (deficiente), adecuado (suficiente) o alto (excesivo) para un determinado órgano de la planta. Para conocer el estado nutricional de la planta se recurre con frecuencia al análisis de la lámina foliar y en menor medida de los peciolos. A la hora de definir un nivel de concentración de K como bajo o alto, varía entre diferentes especies de plantas y entre órganos vegetales ya que sus requerimientos varían significativamente entre ellos. De esta forma, los tejidos carnosos como frutos y hojas en sus primeras etapas de desarrollo contienen altos niveles de K, mientras que los frutos con pulpa como las uvas acumulan altos niveles de K durante todo el desarrollo. Los granos como el trigo absorben el K del suelo generalmente antes de la etapa de llenado o incluso de la floración, mientras que el K presente en las flores, frutos en desarrollo y tubérculos provienen de las reservas del mismo en las hojas desde donde lo movilizan. Si durante las primeras etapas de desarrollo de las plantas los niveles de K son bajos su posterior demanda en las fases del crecimiento de los frutos puede dar lugar a deficiencias en hojas. Esto provoca una reducción en su actividad fotosintética que más adelante conducirá a una menor producción o disminución de la calidad de los frutos.

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Efectos del potasio en la producción de frutos

Cuanto mayor sea la producción de fruta o de otros sumideros como flores o raíces, mayor será la falta de K en las hojas y tallos. Cuando la tasa de demanda de K por los frutos, tubérculos o espigas es mayor que la tasa de absorción de K del suelo, los demás órganos vegetales pueden contribuir con sus requerimientos de K ya que lo importante es mantener los órganos reproductivos y las semillas para perpetuar la especie. La concentración de K de las hojas disminuye durante la floración y la formación de los frutos o el llenado del grano. Cuando se cosechan los frutos las hojas vuelven a elevar su contenido de K.

Las exigencias de K de los órganos reproductivos pueden ser tan altos que den lugar a deficiencias foliares de K. Es posible que sean necesarias altas concentraciones de K durante los estadios más tempranos de crecimiento para alcanzar máximos rendimientos, es decir, frutos de tamaño apropiado y de buena calidad.

Papel del potasio en el crecimiento temprano y la germinación

El potasio se absorbe durante las etapas tempranas del crecimiento mucho más que el nitrógeno o el fósforo. De hecho, cuando un cultivo haya acumulado la mitad del total de su biomasa se habrá absorbido el 70 % de nitrógeno, el 60 % de fósforo y el 95 % de potasio. Las necesidades de potasio para alcanzar un óptimo crecimiento varía con las etapas de desarrollo, por ejemplo, las frutas y hojas verdes contienen generalmente niveles más altos de K en sus primeros estadios y la absorción de potasio precede generalmente a la producción de materia verde.

Durante la germinación de las semillas, los nutrientes minerales necesarios son movilizados desde los tejidos propios de la semilla hacia las raíces o brotes. La mayoría de las semillas de los cultivos de grano contienen entre el 0’5 y el 1 % de K sobre la materia seca. Esta cantidad es suficiente para la germinación, pero no es suficiente para mantener el crecimiento por mucho tiempo, por lo que la raíz que se crea tiene que empezar a absorber K para lograr el crecimiento vegetal inicial que se caracteriza por alcanzar la máxima acumulación de materia seca y una acumulación progresiva de elementos inorgánicos en cantidades importantes, especialmente de potasio.

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Redistribución de nutrientes y absorción de potasio en etapas reproductivas

La movilización de nutrientes minerales desde las hojas maduras a los nuevos tejidos en crecimiento es de importancia clave para la finalización del ciclo de vida en las plantas. Con el aumento de la síntesis de materiales orgánicos, la concentración del potasio expresada en porcentaje de la materia seca disminuye, aunque la cantidad total de potasio en valor absoluto aumenta. El consumo de potasio durante el período de germinación es seguido generalmente por la translocación de K en las fases posteriores del crecimiento desde los tejidos más maduros a las semillas nuevas en formación y de nuevo a las raíces por lo que generalmente absorben el K antes de la etapa de floración. La rápida acumulación de la materia seca durante el período de crecimiento vegetativo da lugar a la dilución del potasio acumulado bajando su concentración. Con el paso del tiempo y gracias a la absorción de otros elementos disminuye la concentración de K.

Durante la floración se observa la redistribución de elementos inorgánicos y el reducido suministro de carbohidratos a las raíces en esta etapa puede explicarse en parte por la menor absorción de potasio. El principal cambio fisiológico en esta etapa implica la removilización de reservas orgánicas e inorgánicas a las partes reproductivas. La absorción de K durante la floración desciende rápidamente o llega a ser prácticamente insignificante. La disminución en la absorción de potasio del suelo durante la formación del fruto se debe principalmente a la disminución del suministro de carbohidratos a las raíces. Por lo tanto, el contenido de nutrientes minerales de las partes vegetativas disminuye progresivamente durante la etapa reproductiva debido al desplazamiento interno a las partes reproductivas con alta demanda de K.

Incluso el contenido de potasio en los pecíolos continúa disminuyendo después que los frutos comienzan a adquirir los primeros indicios de color uniforme en la maduración lo que indica que ya hay suficiente suministro de potasio. Esto es debido principalmente a la fuerte competencia de carbohidratos entre los frutos y las raíces, causando una rápida disminución en la absorción de K por las raíces. Consecuentemente, ocurre una movilización del K desde las partes vegetativas a los frutos, pudiendo observarse síntomas de deficiencia de K en las hojas en la etapa de maduración del fruto. En plantas anuales, el 75 % del requerimiento total de K de plantas se absorbe antes de la etapa de formación de las yemas florales y el restante se absorbe antes que comience la etapa de la formación del fruto. Lo contrario ocurre en cultivos bianuales como la caña de azúcar donde lo que se cosecha es el tallo. La absorción y distribución del K en viñedos y árboles frutales progresa continuamente desde la brotación hasta un mes después de la cosecha. En la etapa inicial de la brotación el K almacenado en las raíces y el tronco sirvió para atender los requerimientos de la planta. La absorción de potasio por las raíces poco antes de la recolección y hasta la caída de las hojas satisface así la demanda durante el estadio de crecimiento del año siguiente. La mayor parte del K comienza a acumularse en los frutos en formación. Desde el mes anterior a la cosecha, la cantidad de K absorbido no es suficiente para suplir la gran demanda existente. El requerimiento de K por los frutos es entonces satisfecho por las hojas y tallos. Consecuentemente, la cantidad de K en hojas es un 35 % inferior al encontrado un mes antes de la cosecha. En el momento de la cosecha de los frutos, el K se absorbe del suelo aumentando el contenido de K en todas las partes de la planta.

Absorción y traslocación de potasio en el suelo

También se produce una traslocación de potasio desde la planta hacia el suelo. La absorción de potasio del suelo por los cultivos requiere de energía producida por la aspiración de la raíz. Por el contrario, la transferencia del potasio desde las raíces de las plantas al suelo es un simple proceso de difusión desde las partes muertas de la planta. Esta pérdida es rápida durante el llenado del fruto o tras la caída de todas las hojas. Se cree que las pérdidas más importantes se deben principalmente a la excreción desde las raíces al suelo

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El conocimiento del modelo de absorción del potasio de un determinado cultivo es un requisito previo a la hora de diseñar la fertilización. En la mayoría de las plantas cultivadas, la máxima absorción de K ocurre en un periodo de tiempo relativamente corto comparado con el N o el P, cuya absorción dura un periodo de tiempo más prolongado durante su crecimiento. Esto sugiere que existe un corto período durante el cual la deficiencia de K puede corregirse. Una adecuada cantidad de K debe estar presente en el suelo antes del desarrollo o debe ser provista durante las etapas más tempranas de desarrollo. Por el contrario, un aporte escaso de K en la fertilización afectará los órganos reproductivos, de tal modo que reducirá la calidad y cantidad de la producción. En los cultivos anuales la absorción de K generalmente alcanza su pico máximo alrededor de la floración y declina hacia la madurez. Las plantas frutales, bienales y perennes absorben K durante toda la etapa de crecimiento.

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