Cobre (Cu)

La concentración de cobre en la solución del suelo depende del valor del pH y de los agentes quelantes disponibles, como la materia orgánica del suelo, el manganeso y los óxidos de hierro. Como componente de varias enzimas, el cobre tiene un efecto positivo sobre el metabolismo de las plantas. Por ejemplo, regula el transporte de electrones fotosintéticos. En el caso de la deficiencia de cobre, las hojas se enrollan como un alambre, se marchitan y mueren.

El contenido de zinc en suelos no contaminados esta entre 2-40 mg Cu kg^-1 de suelo. El cobre en el suelo esta principalmente adsorbido a la materia orgánica, a los óxidos de hierro y manganeso así como también esta fijado en la red cristalina que es la base estructural directa de los silicatos del suelo. Además puede ser precipitado como hidróxido, carbonato o fosfato.

La concentración de cobre en la solución del suelo depende del contenido de materia orgánica, el pH y de la disponibilidad de agentes complejantes. El porcentaje de cobre intercambiable se incrementa generalmente con la disminución del pH. Otros elementos presentes en el suelo como el calcio, fósforo, aluminio, hierro, zinc y molibdeno pueden afectar la disponibilidad del cobre para las plantas.

Deficiencias de cobre se presentan en suelos fangosos/limosos recién cultivados debido a la fijación del cobre, pero también se ha observado en podsoles con alta humedad.

Altos niveles de N y P y exceso de Zn en los suelos promueven deficiencias de cobre. También se puede presentar deficiencia de cobre en suelos calcáreos fuertemente fertilizados con N. Existe antagonismo entre el cobre y el molibdeno e interacción negativa entre el cobre y el hierro.

Iones de cobre en la solución del suelo en forma de Cu⁺ o Cu²⁺ son absorbidos por la raíces de l as plantas, así como complejos solubles de cobre. El Cu es necesario en numerosos procesos bioquímicos tales como reacciones redox que generalmente dependen del cambio de valencia del ion. Además también hace parte de varias enzimas que influencian la fotosíntesis y el metabolismo de carbohidratos y del nitrógeno.

La mayor parte del cobre en la planta se encuentra en el cloroplasto, correspondiendo alrededor del 50 % a la plastocianina, una proteína no enzimática, donador primario de electrones del fotosistema I en la cadena de transporte electrónico de la fotosíntesis.

Funciones del cobre en la planta:

• Regula el transporte electro-fotosintético.
• De forma similar como el manganeso, toma parte en la fijación de radicales de oxigeno para hacerlos inofensivos dentro del sistema.
• Participa en la formación de lignina, proteína, de la vitamina A y en el metabolismo de carbohidratos.
• Sus funciones son esencialmente catalíticas.
• Componente de diversas enzimas que interviene en la nutrición de las plantas (citocromo oxidasa, ádico ascórbico oxidasa y amino oxidasas).
• Disminuye la toxicidad del molibdeno.
• Reduce la turgencia en las hojas.
• Es muy importante para la formación de nódulos radiculares en las leguminosas. Se ha indicado un efecto negativo de la falta de cobre sobre el desarrollo nodular y la fijación de N2 en la simbiosis Rhizobium-leguminosa.
• Estimula la producción de granos.

• Las hojas jóvenes en cereales se emblanquecen debido a daños en los cloroplastos.
• Las hojas se enrollan en forma retorcida, se marchitan y finalmente mueren.
• El crecimiento de los entrenudos es inhabilitado.
• La espiga entre otras las panículas se forman mal, se llena pobremente e incluso pueden estar vacías si la deficiencia de Cu es severa.
• En frutales no solo las ramas primarias son atrofiadas sino que el florecimiento y el cuajado es alterado.
• Causa interferencia en la síntesis de proteínas, resultando en un incremento de la concentración de compuestos de N solubles.
• Las deficiencias de cobre son fomentadas al incrementarse el suministro de nitrógeno, debido a que el cobre es fuertemente fijado a los aminoácidos producidos.
• Diferentes enfermedades en cereales están relacionadas con la deficiencia de microelementos como mangan y cobre. El cobre es altamente fijado en la materia orgánica en las áreas recién cultivadas así como en áreas pantanosas recién cultivadas debido al necesario encalamiento para corregir el pH el cual a su vez conduce a la fijación del cobre.

Toxicidad de Manganeso

• Se presenta en suelo ácidos (pH < 5), debido a una alta disponibilidad en la solución del suelo. En suelos con bajo contenido de arcilla y materia orgánica puede registrarse toxicidad de cobre.
• Produce un amarillamiento en las hojas jóvenes.
• Puede inducir la deficiencia de hierro, zinc y molibdeno en la planta.
• Debido a la alta acumulación de cobre en las raíces se producen daños en su membrana celular.
• El crecimiento de las raíces es rápidamente inhibido, entre otras debido a modificaciones de la actividad enzimática.
• La tolerancia de las plantas a la toxicidad de cobre es muy variada. Factores como la capacidad de (i) absorber menos cobre de la solución de suelo, (ii) de exudar el cobre que esta en exceso dentro de la planta y/o (iii) transportarlo en una forma que no afecte la planta.