Diagnóstico y Corrección de la

Deficiencia de Zinc en Trigo

Dr. Armando Tasistro

IPNI Director, México y América Central

mca.ipni.net atasistro@ipni.net

Dr. Iván Ortiz-Monasterio CIMMYT

Científico Principal i.ortiz-monasterio@cgiar.org

Efecto de la aplicación de zinc (23 kg/ha) en el rendimiento de 20 variedades de trigo (Turquía)

Temporal Riego

Sin zinc Con zinc Eficiencia (%)

Sin zinc Con zinc Eficiencia (%)

1,223 kg/ha 2,329 kg/ha 0.53 2,930 kg/ha 3,986 kg/ha 0.74 Journal of Agronomy & Crop Science, Jun 2007, Vol. 193 Issue 3, p198-206

Efecto de herbicidas

● Ciertos herbicidas pueden disminuir la capacidad del trigo para adquirir zinc

● Aplicaciones del herbicida diclofop-metilo (nombre comercial “Iloxan”) al suelo disminuyeron la cantidad de zinc en las plantas de trigo (Robson and Snowball, 1989)

Cont

enid

o de

zinc

en

el ta

llo (µ

g/pl

anta

) Pe

so se

co d

e ta

llos

(mg/

plan

ta)

1,600 µg zinc/3 kg suelo

1,600 µg zinc/3 kg suelo

400 µg zinc/3 kg suelo

400 µg zinc/3 kg suelo

200 µg zinc/3 kg suelo

200 µg zinc/3 kg suelo

50 µg zinc/3 kg suelo

50 µg zinc/3 kg suelo

mg diclofop-metilo/kg suelo

mg diclofop-metilo/kg suelo

Efecto de herbicidas ● Aplicaciones del

herbicida clorosulfuron(nombre comercial “Glean”) al suelo pueden disminuir la cantidad de zinc en las plantas de trigo cuando la disponibilidad de zinc en el suelo es baja (Osborne y Robson, 1992)

días

10 20 30 40 50 60

cont

enid

o de

zin

c en

tallo

s (

g zin

c/pl

anta

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

testigo sin clorosulfuron14 g de clorosulfuron/kg de suelo

Temario

●Síntomas ●Diagnóstico ●Corrección

Síntomas ● La mayor parte de los tipos de trigo muestran síntomas de

deficiencia de zinc sólo cuando la deficiencia es aguda ● La llamada “hambre oculta” por zinc, puede causar mermas

de rendimiento de al menos 20%

● Las variedades de trigo duro muestran rápidamente los síntomas visibles de deficiencia de zinc

● Como el zinc se mueve algo en las plantas, los síntomas de deficiencia aparecen primero en las hojas que están en el medio de la planta.

● A diferencia de otros nutrimentos, la deficiencia de zinc se manifiesta tanto en hojas viejas como nuevas.

Cak

mak

& B

raun

, 200

1, p

. 187

Desarrollo de lesiones necróticas por deficiencia de zinc en hojas de trigo

Rayas verde claro a blancas y necróticas, que aparecen a ambos lados de la nervadura central, son típicas de deficiencias leves

Una región amarillenta con un área de tejido muerto aparece en el medio de la hoja

Los manchones amarillos y cafés, se extienden gradualmente hacia afuera, la punta y la base de la hoja.

Las nervaduras medias y los márgenes de las hojas tienden a quedarse verdes, pero en algunos casos, los bordes de las hojas aparecen con tonalidades rojas o cafés.

● Planta de trigo deficiente en zinc, con síntomas en la primera hoja.

● En la parte superior de la superficie foliar, aparecen áreas muertas que se van extendiendo y forman manchones de color café y frágiles.

● Esta necrosis es frecuentemente más observable en hojas de edad intermedia, las que terminan por marchitarse, doblarse y caer

● Los síntomas aparecen primero en las hojas jóvenes, porque el zinc es poco móvil cuando es deficiente. A medida que la necrosis avanza, las hojas a menudo colapsan en el medio de la lámina.

Cakmak & Braun, 2001, p. 187

Trigos duros

Crecimiento de variedades de trigo duro y harinero en solución nutritiva (arriba) o suelo calcáreo deficiente en zinc (abajo) sin aporte de zinc

Trigos harineros

Trigo duro Trigo harinero

Diagnóstico

●Análisis de suelos ●Análisis de plantas

Análisis de zinc en el suelo

Variabilidad espacial

M

M

M

M

M

M

M

M

M M

M

M M

M M

M

M

M M

M M

M

M

M

M M

M

M

M

M

M

M M

M

M

M M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M M

M

M

M

M

área con características similares

área con características similares

±25 submuestras de 0 a 15 cm de profundidad por cada 5 ha

Contaminantes: • acero galvanizado • bronce • caucho

mezclar

mezclar

cuartear

embolsar (± 250 g) e identificar la muestra

Análisis de zinc en el suelo

● DTPA (diethylenetriamine pentaacetic acid)

DTPA reacciona con el zinc en solución

La actividad del zinc en la solución disminuye, lo que promueve una mayor solubilización

Lindsay y Norvell, 1978

zinc en el suelo zinc en

solución

DTPA

● Valores pueden variar Suelos pH materia orgánica textura

Cultivos y variedades Manejo

Clase mg Zn/kg suelo

Deficiente Menos de 0.5

Marginal 0.5 a 1.0

Adecuado Más de 1.0 NOM-021-RECNAT-2000

Análisis de zinc en las plantas

Deficiente: síntomas de deficiencia visibles

Crec

imie

nto

o pr

oduc

ción

rela

tivos

(% d

el m

áxim

o)

Marginal: no hay síntomas visibles

Valo

r crít

ico

defin

ido

expe

rimen

talm

ente

concentración del nutrimento en la parte de la planta

Adecuado: definido experimentalmente o derivado de observaciones de campo

Excesivo: puede no mostrar síntomas de toxicidad

alto Tóxico: síntomas visibles

Valo

r crít

ico

para

toxi

cida

d

defin

ido

expe

rimen

talm

ente

* Reducción específica en crecimiento o rendimiento (comúnmente 5%, 10% o 20%)

¿Qué parte de la planta se analiza? ● Fácil recolección e

identificación ● Relacionada con el

movimiento del zinc dentro de la planta La movilidad del zinc depende

de si el suministro es adecuado: menos móvil en plantas deficientes

● Partes de plantas analizadas parte aérea de plantas

completas hoja más recientemente

madura grano.

3ª hoja emergiendo

Muestreo

● La mayor causa de errores es la toma de las muestras

● Descuidos e inexactitudes en el muestreo llevan invariablemente a incoherencias y errores en las interpretaciones

Objetivos ● Tomar muestras que

representen satisfactoriamente la situación problema

● Enviar suficiente material al laboratorio

Factores a considerar al muestrear ● No muestrear plantas sucias con

suelo, enfermas, o dañadas por plagas u otros factores (p. ej. viento).

● No muestrear hojas secas o casi secas, o que tengan partes muertas.

● No muestrear cerca de los bordes del lote (dejar al menos 10 pasos).

● Muestrear cuando las plantas estén creciendo normalmente. Evitar situaciones de estrés por calor o sequía.

● Minimizar la contaminación Usar guantes de plástico

limpios Cuchillos o tijeras de acero

inoxidable Evitar contacto con suelo o

materiales galvanizados

campo

procesado

transporte

laboratorio

Campo

● Muestrear a principios de la semana ● Usar guantes limpios (desechar cuando se ensucien) ● Colocar material vegetal en bolsas de papel abiertas

y etiquetadas, e inmediatamente en recipientes refrigerados a 5oC Evitar hielo, que se derrite y puede contaminar No mantener el material muestreado a temperatura

ambiente o dentro de vehículos si hace calor

Procesado ● Mantener el material a 5oC ● Lavar el material con agua desionizada o destilada ● Separar las partes que se enviarán a analizar Área de trabajo (cuarto, mesas) sin polvo

● Quitar exceso de humedad ● Poner las partes de la planta a analizar en bolsas de papel etiquetadas ● Poner las bolsas con las muestras con datos de

identificación en cajas cartón

Efecto de dos técnicas de lavado en las concentraciones de zinc (mg zinc/kg hoja) en hojas de cultivos en condiciones de invernadero

Cultivo Sin lavar Lavadas 2 veces (15 s cada vez) en agua

desionizada

Lavadas 15 s en detergente Teepol 0.1% + enjuague

con agua desionizada

Jitomate 146 85 96

Pepino 195 125 105

Chile morrón 153 153 149

Berenjena 40 29 28

Lechuga 95 100 90

Transporte

● Preferentemente, el laboratorio debe recibir las muestras dentro de las 24 h del muestreo

● Si no es posible enviar las muestras enseguida: Guardar en refrigerador Secar en horno de acero inoxidable a 65oC

Análisis para diagnóstico

● Las muestras deben reflejar la variación en síntomas

● ¿El problema es parejo o en manchones?

+ severo

- severo

Tomar 30-100 muestras y revolverlas en una muestra compuesta

Tomar 30-100 muestras y revolverlas en una muestra compuesta

Tomar 30-100 muestras y revolverlas en una muestra compuesta

● Muestrear enseguida que los síntomas aparecen

Factores que afectan las concentraciones de nutrimentos

●Genética ●Edad ●Otros nutrimentos y ambiente

Genética

● 600 variedades de trigo harinero y duro se cultivaron en 2005 en Cd. Obregón Concentración de zinc en grano varió de 17 a 61 con una

media de 30 mg zinc/kg de grano

● Dos genotipos con concentraciones críticas similares de zinc en la misma parte de la planta pueden tener requerimientos externos de zinc muy distintos, o sea diferentes recomendaciones de fertilización

Edad ● Cuando se muestrean

plantas completas las concentraciones críticas de zinc tienden a disminuir con la edad de la planta.

● El análisis de la hoja más recientemente madura (HMRM) de la planta de trigo evita algunos de los problemas asociados con el análisis de la planta entera

Concentraciones críticas de zinc en trigo Análisis de la hoja más recientemente madura (HMRM) (datos australianos)

Días después de la siembra

Concentración crítica (mg zinc/kg planta)

Vegetativo 8-10

Mediados de macollaje

18

6 hojas desplegadas 11

5 hojas desplegadas aprox. 17

Análisis de parte aérea de plantas (datos australianos)

Días después de la siembra

Concentración crítica (mg zinc/kg planta)

23 15 - 25

45 20

Floración 16

Concentraciones críticas de zinc en trigo Parte de la planta Estadío de

crecimiento Concentración crítica de

zinc (mg zinc/kg peso seco) Referencia

Lámina de la hoja más nueva

Macollaje 11 Reuter y Robinson (1986)

Lámina de la hoja más nueva

Post-antesis 7 Reuter y Robinson (1986)

La hoja más nueva Antesis 16 Dong et al. (1993)

La hoja más nueva Macollaje 17 Riley et al. (1992)

La hoja más nueva Grano lechoso 7 Riley et al. (1992)

Hoja madura --- 17 Rashid y Fox (1992)

Toda la planta Macollaje 10 a 15 Graham et al. (1992)

Toda la planta Macollaje 10 a 15 Cakmak et al. (1997)

Grano Madurez 15 Viets et al. (1966)

Grano Madurez 15 Rashid y Fox (1992)

Cakmak y Braun, 2001, p. 188

Otros nutrimentos y ambiente

Valores de referencia obtenidos bajo

condiciones “ideales”

Condiciones reales de aplicación de los

valores de referencia Otras limitaciones • agua • temperatura • luz • enfermedades • plagas • otros nutrimentos

Corrección de las deficiencias

●Aplicación de zinc ●Variedades eficientes

Aplicación de zinc

¿Cuánto zinc extrae el trigo?

Manejo Rendimiento (kg/ha)

g zinc/ha

Riego 7,000 200

Secano 2,000 60

http://www.daff.qld.gov.au/26_11040.htm

Fuentes de zinc

●Inorgánicas ●Quelatos sintéticos ●Complejos orgánicos naturales

Fuentes inorgánicas de zinc Compuesto Fórmula zinc (%)

Sulfato de zinc monohidratado ZnSO4.H2O 36 Sulfato de zinc heptahidratado ZnSO4.7H2O 22

Oxisulfato de zinc ZnO.ZnSO4 20-50 Sulfato básico de zinc ZnSO4.4Zn(OH)2 55

Óxido de zinc ZnO 50-80 Carbonato de zinc ZnCO3 50-56

Cloruro de zinc ZnCl2 50 Nitrato de zinc Zn(NO3)2.3H2O 23 Fosfato de zinc Zn3(PO4)2 50

Solución de sulfato de zinc amoniacal Zn(NH3)4SO4 10

Quelatos sintéticos

Compuesto Fórmula zinc (%) EDTA de zinc disódico Na2ZnEDTA 8-14 HEDTA de zinc sódico NaZnHEDTA 6-10 EDTA de zinc sódico NaZnEDTA 9-13

• En aplicaciones al suelo, el zinc como quelatos está 2 a 5 veces más disponible que como sulfato de zinc

Complejos orgánicos naturales ● Producidos mediante la reacción de sales de zinc con

citratos o con sub-productos orgánicos de la fabricación de pulpa de papel, tales como lignosulfonatos, fenoles, y poliflavonoides.

● Más económicos que los quelatos sintéticos, pero mucho menos efectivos. Esto se debe a que son menos estables y por lo tanto no pueden mezclarse con soluciones concentradas de fertilizantes.

Estiércoles

● Estiércoles de puercos y aves contienen zinc ● Resultados de pruebas de campo en la India: sulfato

de zinc a 2.5 kg zinc/ha mezclado con 200 a 500 kg de estiércol fresco de vaca e incubado en forma húmeda alrededor de un mes fue tan efectivo como la aplicación de 5 kg zinc/ha aplicado como sal inorgánica

●Aplicaciones al suelo ●Aplicaciones foliares ●Aplicaciones a la semilla ●Uso de variedades eficientes

Métodos de aplicación

Gerek-79 Dagdas-94 Bezostaja-1 Kunduru-

1149 Promedio

Aumento por la

aplicación de zinc

Kg/ha %

Testigo sin zinc 738 633 805 56 558 -

Suelo1 2700 2225 2350 903 2042 265

Semilla2 2052 1997 1958 772 1695 204

Foliar3 1472 1365 1555 617 1253 124

Suelo+foliar4 2712 1955 2330 818 1954 250

Semilla+foliar5 2768 2100 2380 987 2059 268

1 23 kg zinc/ha usando sulfato de zinc 2 1 L de sulfato de zinc al 30% por cada 10 kg de semilla 3 2 aplicaciones de 220 g de zinc/ha, en 450 L, usando sulfato de zinc, al macollaje y encañado 4 combinación de los métodos #2 y #4 5 combinación de los métodps #3 y #4

Aplicaciones al suelo

● La efectividad de las fuentes inorgánicas de zinc en aplicaciones al suelo, al menos en el corto plazo, depende de su solubilidad en agua.

● El zinc en fuentes con alta solubilidad en agua (por ejemplo sulfato de zinc) está disponible rápidamente para las plantas

● Se necesita al menos 40 a 50% de una fuente soluble en agua.

Aplicaciones al suelo

● Aplicación al voleo e incorporado: 5 a 20 kg zinc/ha

Fertilizante Contenido de zinc (%) 5 kg zinc/ha 20 kg zinc/ha

Sulfato de zinc monohidratado (ZnSO4·H2O)

36 14 kg de fertilizante/ha

56 kg de fertilizante/ha

Sulfato de zinc heptahidratado (ZnSO4

.7H2O) 22 23 kg de

fertilizante/ha 92 kg de

fertilizante/ha

● Aplicación en banda (a un costado y abajo de la semilla): 3-5 kg zinc/ha Fertilizante Contenido de zinc (%) 3 kg zinc/ha 5 kg zinc/ha

Sulfato de zinc monohidratado (ZnSO4·H2O)

36 8 kg de fertilizante/ha

14 kg de fertilizante/ha

Sulfato de zinc heptahidratado (ZnSO4

.7H2O) 22 14 kg de

fertilizante/ha 23 kg de

fertilizante/ha

Uniformidad en la aplicación

● La aplicación uniforme de cantidades relativamente bajas de fertilizantes con zinc puede lograrse mezclándolos con las fuentes que aportan macronutrientes Mezclas físicas: puede haber separación debido a las

diferencias de tamaño y densidad, lo que lleva a aplicaciones desparejas

Fertilizantes compuestos: Revestir los gránulos del fertilizante que aporta macronutrientes asegura una distribución más homogénea

Zinc aplicado en fertilizantes compuestos

● Es común aplicar el zinc mezclado con fertilizantes que aportan N-P-K. Turquía: fertilizantes compuestos conteniendo NP y NPK

con 1% de zinc en peso

Aspersión aplicada al suelo

● Aplicar zinc en soluciones o suspensiones a la superficie del suelo, antes de una labor para poder mezclarlo con la capa arable

● En el sur de Australia, se asperja sulfato de zinc en las camas de siembra a la dosis de 1 kg de zinc/ha, y se incorpora en la capa arable.

Efecto residual en el suelo

● Las aplicaciones al suelo de fertilizantes con zinc tienen generalmente un efecto residual importante, que puede durar de 5 a 10 o más años Aplicaciones al suelo de 9 a 22 kg zinc/ha en suelos

calcáreos en el sur de Australia han tenido efectos residuales durante alrededor de 10 años.

● La eficacia de fertilizantes con zinc tiende a aumentar con los años después de la aplicación cuando el zinc se mezcla lo más posible con la capa arable.

Aplicaciones foliares ● Dosis: Usando sulfato de zinc: 0.5 a 1.0 kg zinc/ha Usando ZnEDTA: 0.2 kg zinc/ha

● Sin efecto residual en el suelo ● Las aspersiones foliares de zinc pueden combinarse

aplicaciones de otros productos (p. ej. fungicidas) ● El agregado de urea a soluciones de sulfato de zinc mejora la

penetración y un adherente puede reducir el lavado. 1.0 kg de sulfato de zinc heptahidratado/ha + 1 kg de urea/ha, en 100 L de

agua/ha se aplican a las 2 y 5 semanas después de la emergencia del trigo en Queensland (Australia) .

Aplicaciones foliares ● Los primordios de la espiga

se definen cuando el cultivo tiene 4 a 5 hojas

● La aplicación de zinc debe hacerse alrededor de ese estadío para que haya una respuesta en el rendimiento

● Aplicaciones más tardías enverdecen al cultivo pero es poco probable que ayuden en la producción de grano

Ren

dim

ient

o (t/

ha)

Efecto de aplicación foliar de zinc en 4 etapas de desarrollo del trigo sobre el rendimiento de grano

Etapa de desarrollo (escala Zaddock)

Interacciones con otros nutrimentos

● Es posible que no sólo el zinc sea limitante, sino también otros micronutrientes Suelos calcáreos: boro, hierro, y manganeso Suelos arenosos: cobre y boro

Efecto de aplicación de fósforo

Kg P/ha Kg P2O5/ha mg P/planta µg zinc/planta

0 0 0.86 7.8

59 134 1.27 5.7

117 268 1.95 4.8

176 402 2.39 4.0

234 536 2.85 1.7 Adaptado de Kizilgoz y Sakin, 2010

• Suelo calcáreo, 0.46 mg zinc/kg • Trigo duro

Variedades eficientes

Eficiencia en el uso de zinc

● Habilidad de una variedad para crecer y producir grano satisfactoriamente en suelos muy deficientes en zinc para una variedad estándar

● 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑒𝑒 𝑢𝑢𝑢 𝑑𝑒 𝑧𝑒𝑒𝑒 =

𝑟𝑒𝑒𝑑𝑒𝑟𝑒𝑒𝑒𝑟𝑢 𝑒𝑒 𝑢𝑢𝑒𝑠𝑢 𝑑𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑟𝑒 𝑒𝑒 𝑧𝑒𝑒𝑒𝑟𝑒𝑒𝑑𝑒𝑟𝑒𝑒𝑒𝑟𝑢 𝑒𝑢𝑒 𝑒𝑎𝑠𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑎𝑒 𝑑𝑒 𝑧𝑒𝑒𝑒

Variedades eficientes ● Más eficientes en adquirir

zinc por las raíces Más superficie absorbente Micorrizas Disminución del pH en la zona

cercana a las raíces Liberación al suelo de

compuestos que capturan el zinc

Producción de polipéptidos que intervienen en la toma y transporte del zinc a través de las membranas celulares

● Más eficientes en utilizar el zinc dentro de las células Mayor acumulación en

citoplasma Mayor eficiencia bioquímica

● 600 variedades de trigo harinero y duro se cultivaron en 2005 en Cd. Obregón Concentración de zinc en grano

varió de 17 a 61 con una media de 30 mg zinc/kg de grano