DEFICIENCIAS NUTRICIONALES EN STEVIA REBAUDIANA

DEFICIENCIAS NUTRICIONALES EN STEVIA

ING. VÍCTOR VEINTIMILLA, Ms.C. COMUNA SAN RAFAEL SANTA ELENA – ECUADOR AÑO - 2020

ÍNDICE Pág.

INTRODUCCIÓN Principales macro y micronutrientes presentes en Stevia, con sus formas iónicas.

MACRONUTRIENTES Nitrógeno (N) Fósforo (P) Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio (Mg) MICRONUTRIENTES Boro (B) Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Zinc (Zn) Toxicidad por herbicidas BIBLIOGRAFÍA

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La Stevia rebaudiana, especie arbustiva originaria de Brasil y Paraguay, se abre al mercado de edulcorantes como una alternativa fiable y sin calorías, enfocada en brindar una fuente “dulce” para los mercados emergentes y cada vez más agresivos de bebidas, refrescos y gaseosas, que buscan abaratar y mejorar las fuentes edulcorantes de sus productos con miras a cuidar la salud de los consumidores, otorgando un valor agregado de cero azúcar en una competencia sana de mejorar la calidad del producto terminado.

El rebaudiósido A, junto con las otras formas presente en la hoja de Stevia, puede llegar a representar hasta el 12 % de edulcorante en variedades como Morita II, pero para llegar a alcanzar estos valores se necesita un estudio exhaustivo de suelo y de requerimientos nutricionales a la hora de implementar un cultivo comercial de Stevia, poniendo énfasis en el programa nutricional de este arbusto, que por sus características foliares requiere de fertilización tanto radicular como foliar, complementando su nutrición con una adecuada abastecimiento de materia orgánica que haga que los nutrientes se movilicen adecuadamente hasta la zona rizomática donde se procurara un adecuado intercambio catiónico.

Los síntomas de deficiencias nutricional se manifiesta con características foliares propias de cada elemento, sea este macronutriente o micronutrientes, ya que estos tiene diferente movilidad en la parte radicular de la planta, así como su movilidad interna ya que estos elementos cumplan diferentes funciones metabólicas que son característicos para la formación de los glucósidos de diterpeno, que darán lugar a los diferentes rebaudiósidos y esteviósidos cuyas formas y cantidades varían, siendo el rebaudiósido A el de mayor importancia y que le da la mayor cantidad de edulcorante en las hojas.

Dentro de las características edáficas, climáticas y de heliofanía de la región peninsular se hace necesario la investigación y recolección de información que nos provean de las características y síntomas de deficiencia que se manifiesta en la planta de Stevia, para la implementación de un programa de nutrición idóneo que provea de los nutrientes en las etapas fenológicas adecuadas y proporcionen la síntesis de edulcorantes necesarios para que la hoja de Stevia alcance los estándares comerciales que la hagan competitiva a nivel mundial.

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Principales macro y micronutrientes presentes en Stevia, con sus formas iónicas.

ÁREAS FOLIARES DONDE SE PRESENTA DEFICIENCIAS NUTRICIONALES EN STEVIA

ELEMENTO

Nitrógeno Fósforo Potasio Calcio Magnesio Boro Hierro Manganeso Zinc

SIMBOLO

FORMA IÓNICA DE ABSORCIÓN

N

NO3- , NH4+

CONCENTRACIÓN APROX. EN MATERIA SECA 1,5 %

P K Ca Mg B Fe Mn Zn

H2PO4- , HPO4K+ Ca2+ Mg2+ B(OH)3, H3BO3 Fe2+ , Fe3+ Mn2+ Zn2+ , Zn(OH)2

0,2 % 1,5 – 3,0 % 0,5 % 0,2 % 20 ppm 100 ppm 50 ppm 20 ppm

FORMAS IÓNICAS PRESENTES EN LOS TEJIDOS DE STEVIA

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Nitrógeno (N) Elemento es primordial, ya que forma parte de proteínas y otros compuestos orgánicos esenciales, como enzimas, coenzimas, vitaminas, ácidos nucleicos, clorofila, reguladores de crecimiento, nucleótidos, etc. La importancia de este nutriente, es por demás obvia, al estar presente en la mayoría de las reacciones fisiológicas de la célula y de las plantas.

Las hojas tienen un color verde amarillento en los primeros estados de crecimiento, debido a la limitación en la síntesis de clorofila, luego se vuelven amarillas rojizas o purpuras por la presencia de pigmentos de antocianina.

En trabajos adelantados en nutrición de estevia, indican que una deficiencia de N disminuye el tamaño de las células y aumenta el grosor de sus paredes; la división y expansión celular también disminuyen, reduciendo el tamaño de todas las partes morfológicas de la planta, principalmente hojas y frutos, disminución en la ramificación como consecuencia de una deficiencia de N, y lo atribuyeron a una probable inhibición en el crecimiento de las yemas axilares

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Fósforo (P)

El P forma parte esencial de muchos glucofosfatos como la uridin difosfato glucosa, UDP-glc, molécula donadora de glucosa en la síntesis de los glucósidos de diterpeno, y de otros que participan en la fotosíntesis, la respiración y distintos procesos metabólicos. También forma parte de nucleótidos (como sucede en el ARN y el ADN) y de los fosfolípidos que se encuentran en las membranas.

Los síntomas más normales de deficiencia de fósforo se manifiestan con un crecimiento lento, débil y plantas pequeñas que presentan un color verde obscuro con hojas bajeras o viejas mostrando una pigmentación púrpura o violácea.

Desempeña un papel fundamental en el metabolismo energético, debido a su presencia en las moléculas de ATP, ADP, AMP y pirofosfato (PPi). Deficiencias de P presentan un crecimiento limitado, ya que la energía química producida en el cloroplasto es igualmente limitada. Como varios procesos metabólicos dependen directa o indirectamente de este suplemento energético, ante su deficiencia se pueden afectar varios procesos, incluyendo la síntesis proteica y de ácidos nucleicos, manifestándose por tanto un crecimiento retardado en la planta.

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Potasio (K) K+ es un activador de muchas enzimas esenciales para la fotosíntesis, respiración, y activa enzimas que son necesarias para formar almidón y proteínas. Es contribuyentes más importantes al potencial osmótico de las células y a su presión de turgencia, fundamental en el balance de las cargas negativas de ácidos orgánicos y aniones como el sulfato y nitrato absorbidos por las raíces del medio externo.

Las plantas deficientes en K son fácilmente viradas y son muy sensibles al ataque de insectos y enfermedades.

El rendimiento y la calidad del producto final decae. Las plantas llegan a ser sensibles a la presencia de amonio, llegando a una toxicidad por NH4+

Siendo el K+ activador de varias enzimas, su deficiencia ocasiona disturbios en eventos metabólicos, acumulación de compuestos nitrogenados libres o solubles. Estos compuestos pueden ser aminoácidos, amidas y amonio, productos de la descarboxilación de aminoácidos, como putrescina, N-carbamilputrescina y agmatina. Encontrando menor proporción de ramas en stevia ante deficiencias de K. Una disminución en la proporción de ramas puede generar una menor migración de fotoasimilados a través de los vasos conductores.

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Calcio (Ca)

El calcio resulta esencial para las funciones normales de la membrana citoplasmática en cualquier célula, seguramente a modo de enlazador de fosfolípidos, tanto entre sí como a proteínas de membrana. Al parecer, el Ca2+ no puede cargarse en las células transportadoras del floema, y por esta razón los síntomas de deficiencia son más marcados en los tejidos jóvenes.

Deficiencias de Ca2+, hallaron síntomas de necrosis apical en primordios foliares, que concluyó en muerte descendente, decrecimiento en el contenido de esteviósidos, las nuevas ramas formadas fueron quebradizas y las raíces presentaron reducción en su longitud y grosor.

La mayor parte del calcio que contienen las plantas se encuentra en las vacuolas centrales, y en las paredes celulares se encuentra unido a ciertos polisacáridos llamados pectatos. En las vacuolas, el calcio suele precipitarse en forma de cristales insolubles de oxalatos, carbonato, de fosfato o de sulfato insolubles. En concentraciones bajas, casi micromolares, de Ca2+ en el citosol deben mantenerse en parte para impedir la formación de sales de calcio insolubles, obtenidas partiendo del ATP y de otros fosfatos orgánicos.

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Magnesio (Mg)

Además de su presencia de clorofila, el magnesio resulta un elemento esencial porque se combina con el ATP, permitiéndole participar en muchas reacciones, como la fosforilación del AMV para formar IPP, primer compuesto isoprenoide en la síntesis de los glucósidos de esteviol.

En la misma ruta de síntesis, actúa como cofactor de la enzima citoplasmática farnesil pirofosfato sintasa, que cataliza la formación del FPP. Además, el Mg2+ activa otras enzimas necesarias en el proceso de la fotosíntesis, la respiración y la formación de ADN y de ARN

La carencia de magnesio se manifiesta principalmente en las hojas jóvenes próximas a las nuevas brotaciones, con un amarillamiento general de las hojas, en casos extremos se acentúa el amarillamiento en las partes opuestas al pedúnculo de las mismas.

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Boro (B) El rango de concentración de B en los tejidos de los vegetales es muy amplio, pudiendo variar de 5 a 300 mg kg-1 con base en la masa seca, estos valores son superiores en dicotiledóneas respecto a monocotiledóneas. Los vegetales con deficiencia de boro pueden tener una amplia variedad de síntomas, dependiendo de la especie y la edad de la planta, aunque el primer síntoma suele ser la falta de crecimiento y el alargamiento anormal en las puntas de la raíz, junto con la inhibición de la síntesis de ADN y ARN.

El B tiene una función esencial en la elongación de los tubos de polen, sus funciones bioquímicas son poco claras, en parte porque no se sabe cómo se modifica el B(OH)3 en las células, y en parte porque realmente puede cumplir muchas funciones. Quizá gran parte de este ácido débil se una, para formar complejos de borato cis-diol, con grupos hidroxilo contiguos que provienen de la manosa, y azúcares de los polisacáridos de la pared celular, aunque no sucede con fructuosa, glucosa, galactosa y sacarosa, que no tienen distribuciones cis-diol de grupos hidroxilo.

También se desactiva la división celular en el ápice del tallo y en las hojas más jóvenes. Cultivares ineficientes en el uso del B registran una producción menor de carbohidratos y aminoácidos libres. Aún no se ha identificado ninguna función específica con seguridad, pero existen evidencias que indican la participación especial del boro en la síntesis de los ácidos nucleicos, que es esencial para la división en los meristemos apicales; existe también consenso general en que hace parte de la estructura de la pared celular y de las sustancias pépticas asociadas a ella.

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Hierro (Fe) El hierro acumulado en las hojas más antiguas se encuentra relativamente inmóvil en el floema, igual que en el suelo, probablemente porque se precipita internamente en las células de las hojas en forma de óxido insoluble o de compuestos de fosfato férrico, orgánicos o inorgánicos.

En los cloroplastos se almacena una forma estable y abundante de Fe existente en las hojas, en proteína denominado fitoferritina. El acceso de hierro a la corriente de transporte del floema probablemente se minimiza debido a la formación de esos compuestos insolubles, aunque parece ser que la fitoferritina representa un almacén de hierro.

El Fe es esencial porque forma parte de algunas enzimas y numerosas proteínas (constituyendo grupos hemo), que trasladan electrones durante la fotosíntesis y la respiración. Experimenta una oxidación y una reducción alternativas, entre los estados de Fe2+ y Fe3+, cuando se comporta como portador de electrones en las proteínas.

Principalmente la carencia de Fe se presenta en hojas jóvenes próximas al ápice de las ramas, con un amarillamiento notorio alrededor de las nervaduras de las hojas jóvenes.

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Manganeso (Mn) La microscopía electrónica de los cloroplastos obtenidos de hojas, muestra que la ausencia de Mn2+ genera la desorganización de las membranas tilacoidales, pero tiene poco efecto sobre la estructura de los núcleos y las mitocondrias. El elemento tiene una función estructural en el sistema de membranas del cloroplasto, al igual que en el caso del cloro, ayudar a la disociación fotosintética de la molécula de agua.

La carencia de este elemento se manifiesta con un amarillamiento notorio de las hojas nuevas, recién emergidas de los brotes con una mancha blanquecina aún más pálida, pudiendo ser estas manchas redondas o alargadas.

El ion Mn2+ activa numerosas enzimas y es constituyente integral de otras, tales como la Mnsuperóxido dismutasa, que provee protección de los radicales libres de oxígeno; es cofactor de las prenil transferasas, geranil pirofosfato sintasa y geranil geranil pirofosfato sintasa, las cuales, como se mencionó antes, están involucradas en el alargamiento de la cadena terpénica dentro de la ruta de síntesis de los glucósidos de esteviol.

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Zinc (Zn) Los inconvenientes producidos por las deficiencias de zinc se dan como resultado de la disminución de crecimiento de las hojas jóvenes y los entrenudos del tallo. Los bordes foliares suelen presentar distorsiones y pliegues. Frecuentemente se produce una clorosis intervenal en gramíneas y frutales, lo que indica que este elemento participa en la formación de la clorofila o bien impide su destrucción.

El retraso en el crecimiento del tallo se debe en parte a que quizás sea necesario para producir el ácido indolacético (auxina). Se conocen más de 80 enzimas que contienen zinc unido tan fuertemente, que resulta esencial para su correcto funcionamiento. Adicionalmente el Zn2+ hace parte de proteínas activas en la transcripción del DNA.

Los síntomas de deficiencia se observan en la planta cuando el crecimiento apical se ve afectado, primero formando hojas pequeñas dando la apariencia de una roseta en el extremo del crecimiento apical y los entrenudos de los brotes se acortan.

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Toxicidad por herbicidas

La aplicación de herbicidas en el control de malezas dentro de explotaciones agrícolas, debe manejarse dentro de un criterio técnico y de adecuada supervisión, ya que los ingredientes activos utilizados dependerá del tipo de maleza a combatir, así como de su modo de acción al entrar en contacto con las plantas. Lo que puede dar lugar a confundir los síntomas de deficiencia con quemaduras por herbicidas.

La quema foliar por herbicidas se da principalmente por mala aplicación del agroquímico, ya que al ser éste de contacto el efecto es inmediato ya que al hacerse la aplicación con bastante luz solar el daño es instantáneo; si el herbicida es sistémico, el daño se hará paulatino, ya que la planta absorberá el ingrediente activo y lo traslocará al floema, causando daño a mediano y largo plazo, no matando la planta instantáneamente, sino de forma lenta.

Las hojas afectadas con herbicida de contacto se tornan amarillentas y negruzcas en poco tiempo (2 a 3 horas), las afectadas por herbicida sistémico los síntomas no aparecerán sino a las 24 o 48 horas después de la aplicación, las hojas se tornan amarillentas, con pequeñas manchas necróticas que dan la apariencia de Alternaria, para después tornarse negruzcas.

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