Por: IA. Ricardo Pérez-Santamarina Ferrer
Director Técnico Codiagro

Panorámica general

Hoy en día sabemos que el calcio es, si no el más importante, uno de los elementos más importantes a la hora de conseguir unas buenas producciones y de calidad. Sin embargo, es un elemento difícil de trabajar, ya que además de su inestabilidad en el suelo para mantenerse en formas asimilables, es un elemento que necesita de ciertas condiciones climatológicas para conseguir su entrada en la planta, además de ciertas condiciones fisiológicas para su movilización dentro de la misma.

El objeto de este artículo es intentar transmitir a técnicos y productores que actualmente disponemos de la tecnología y el conocimiento para poder llevar a cabo la implantación del concepto “Manejo Integral del Calcio”, donde integraremos el uso de “herramientas eficaces” junto a conceptos fisiológicos y de manejo eficientes, algo que nos ayudará enormemente para la consecución de nuestros objetivos principales: calidad y producción.

Desarrollo del tema

El calcio es uno de los elementos más problemáticos y difíciles de trabajar en agricultura, ya que el éxito de su entrada y asimilación en la planta junto al posicionamiento en el suelo depende de unos parámetros no controlables o, al menos, difícilmente controlables por nosotros:

1. Estabilidad y posicionamiento en el suelo depende del pH
   – pH alcalino: formas insolubles difícilmente asimilables (CaCO₃, CaSO₄).
   – pH ácido: formas muy solubles y, por tanto, muy lixiviables (Ca(NO₃)₂, CaCl₂).
   
2. Su entrada en la planta depende de la existencia de un flujo de masas (evapotranspiración), es decir que depende de las condiciones climatológicas.
3. La absorción del calcio por las raíces es muy baja. Tan solo se absorbe por las raíces jóvenes en crecimiento que aún no están suficientemente suberificadas, es decir, en las raíces donde no se ha formado la banda de Caspary. 
4. La movilidad o traslocación del calcio de célula a célula y en el floema es muy baja, limitándose en su mayor parte a la entrada vía apoplasto. Es el único mineral (posiblemente el boro cae también en esta clasificación) que ejerce su influencia benéfica fuera del citoplasma.
5. Su velocidad de movilización es muy lenta y depende en gran medida del potencial osmótico de la planta.
6. Aunque todo tejido vegetal necesita calcio para una buena construcción, en determinados órganos vegetales (flores, frutos) se complica aún más ya que la entrada de calcio en estos órganos está acotada en el tiempo.

Como podemos observar, son muchos los motivos que dificultan el manejo del calcio, por ello en Codiagro -pionero en la formulación de fuentes para aportar calcio y en el desarrollo de estrategias eficaces para nutrición cálcica- hemos desarrollado un nuevo concepto con el que conseguimos llevar la nutrición cálcica en los cultivos a su máxima expresión. Dicho concepto lo denominamos “Manejo Integral del Calcio”, donde unimos conceptos con herramientas, para actuar no solo en el suelo, sino también en la planta.

De forma general, este Manejo Integral del Calcio lo podríamos dividir en dos partes: estrategia y herramientas

1. Estrategia: La estrategia común para cualquier técnico o productor en el caso del Calcio podría ser:

• Aplicación de una fuente de calcio estable a cualquier pH y disponibilidad inmediata para la planta.
• Posicionamiento del calcio en el suelo (formación del complejo arcillo-húmico-cálcico).
• Conseguir la entrada y movilización del calcio en la planta, incluso en condiciones adversas.

2. Herramientas: denominamos “herramientas” a el/los compuestos y formulados que utilizamos. En muchas ocasiones, consideramos que un determinado producto va a ser nuestra salvación, pretendiendo incluso que dichos productos hagan “milagros” y resuelvan los problemas que con toda seguridad han sido ocasionados por nosotros mismos (mala fertilización o mal manejo en general). Nosotros pensamos que lógicamente una buena herramienta es necesaria, pero también somos conscientes de que cualquier herramienta, por buena que sea, hay que saber utilizarla.

Para el caso concreto del Manejo Integral del Calcio son tres las herramientas que proponemos:

1. La fuente de calcio: indispensable para asegurar una buena estabilidad y disponibilidad de este elemento, estimulando la formación del complejo arcillo-húmico-cálcico, lo que mejorará sustancialmente las características físico-químicas, ya que conseguiremos un efecto floculador gracias a la unión de partículas y los coloides del suelo, de la que el calcio es mayoritariamente responsable.
2. Un movilizador de calcio: capaz de activar y estimular el efecto “Viets”, para generar un flujo de masas que asegure la entrada de ese calcio a la planta, incluso en condiciones desfavorables (baja evapotranspiración).
3. Un osmorregulador: capaz de aumentar el potencial osmótico de la planta, para aumentar y mejorar la disponibilidad del agua y favorecer movilización y fijación del calcio en el interior de la planta.

La fuente de calcio

Dentro de las funciones principales del calcio tanto en el suelo como en la planta, podemos enumerar las siguientes:

En el suelo:

• Neutralización del aluminio y manganeso en suelos ácidos, que evita el daño directo de fitotoxicidad en las raíces. 
• Desplazamiento del Na⁺⁺ de las zonas de adsorción que ocupa en los coloides, permitiendo su lavado, con lo cual se rompe con el fenómeno de la dispersión ocasionada por el sodio y se promueve el efecto benéfico de la floculación producido por el calcio.
• Permite la selectividad de nutrientes por la raíz a través del bombeo electrogénico; además, contribuye a disminuir significativamente el estrés por salinidad o el estrés provocado por índices extremos de alcalinidad sódica.

Elemento indispensable para la formación del complejo arcillo-húmico-cálcico. Esto provee a los suelos una mejor aireación y circulación del agua y restituye el equilibrio de los nutrientes para que puedan ser absorbidos por las raíces, especialmente el potasio. así que “el calcio promueve la eficiencia del abonado”.

Esta última probablemente es la principal función del calcio en el suelo: estructurar.

Ahora bien, ¿qué ocurre con la fuente de calcio utilizada? ¿todas son válidas? La respuesta es NO y este es probablemente unos de los grandes problemas del manejo del calcio. De forma general podríamos dividir las fuentes en dos grandes grupos: las que tienen una solubilidad baja y por lo tanto poca disponibilidad y las que tienen una elevada solubilidad y por lo tanto se lixivian con mucha facilidad. En la siguiente tabla podemos ver un resumen de las fuentes de calcio aplicadas de forma tradicional y los problemas que cada una de ellas presenta.

Hay algo en común entre todas estas fuentes de calcio que siempre lo que origina algún problema: lo que acompaña al calcio en cada caso (carbonato, sulfato, nitrato o cloruro).

Por ello, a la hora de diseñar una fuente de calcio muy eficiente y útil independientemente de las condiciones, debemos tener en cuenta y salvar los problemas asociados a las fuentes de calcio tradicionales.

Los objetivos a conseguir son los siguientes:

• Utilizar solo calcio, con un elevado porcentaje (35%). Los problemas asociados a las fuentes de calcio son los acompañantes de este elemento, por lo que la mejor forma de evitar problemas es utilizar una materia prima libre de cualquier acompañante. En nuestro caso consideramos el óxido de calcio.
• Debe tener disponibilidad inmediata para la planta y el suelo en un rango de pH de 1-10. Suficiente para ser aplicada en cualquier condición de suelo.
• Eficiencia superior al 98% → sin pérdidas por lixiviación.
• Calcio con capacidad de refloculación de suelos.
• Calcio que sea capaz de mejorar la disponibilidad de otros nutrientes favoreciendo la formación del complejo arcillo-húmico-cálcico, aumentando por tanto la CIC.
• Calcio aplicable mediante cualquier sistema de riego.

Una vez teniendo claros los objetivos entramos en el diseño. Podríamos hablar de tres fases que comprenden tres procesos de fabricación complejos e independientes unos de otros:

1. Hidratación parcial del óxido de calcio.

2. Recubrimiento de las partículas con sustancias parcialmente hidrófobas. Con el objetivo de:

• Proteger las partículas de calcio de cualquier elemento que haya en el suelo que pueda reaccionar con él y formar compuestos no deseados. De esta forma podemos decir que “aislamos el calcio del resto del suelo”.
• Ralentizar y controlar la solubilización del calcio, evitando que pueda haber solubilizaciones demasiado rápidas que reduzcan la eficiencia del producto. De esta forma conseguimos un calcio de liberación controlada, dependiente de la humedad y pH, lo cual nos define la curva de solubilización y utilizamos para determinar la frecuencia de aplicación.

3. Inducción de carga electrostática a las partículas de calcio. Mediante esta técnica conseguimos que al aplicar el producto al suelo se produzca una retención de dichas partículas, tanto a los coloides del suelo como a la raíz de la planta, donde las cargas existentes son de carácter negativo. Una vez aplicado el producto comienza el proceso de solubilización y dependiendo del lugar donde haya sido retenido cumplirá una u otra función. Es decir que el producto retenido en los coloides empezará un proceso de refloculación en el suelo (unión de partículas), mientras que la fracción retenida en la raíz de la planta tendrá entrada directa vía apoplasto al xilema, si somos capaces de activar en la planta los mecanismos fisiológicos responsables de esta entrada y sobre los cuales hablaremos a continuación con el movilizador de calcio.

Movilizador de calcio

Un movilizador de calcio debe ser una herramienta versátil, capaz de acelerar el proceso de movilización y posicionamiento en el suelo para la formación del complejo arcillo-húmico-cálcico. Además, debería tener un efecto “starter” en la planta, es decir, activar los mecanismos de entrada de este calcio, lo que se denomina el “efecto fisiológico Viets” (Viets, 1944).

Este efecto fisiológico viene a decir que “la presencia elevada y constante de calcio en el suelo mantiene abiertos canales de potasio de la raíz, aumentando la asimilación de potasio y, en consecuencia, la entrada de agua en respuesta al incremento osmótico”.

La funcionalidad de este efecto fisiológico está basada en la apertura de los canales del tipo KAT1 en las raíces, en los cuales las proteínas se activan en presencia de calcio y permiten un mayor ingreso de potasio a la raíz de la planta, forzando a su vez cambios en el potencial osmótico de la raíz y la entrada de agua en la planta en búsqueda del equilibrio.

Cuanto mayor sea la actividad de este efecto fisiológico, mayor y mejor será la entrada de calcio y la protección que estaremos dando a la planta frente a cualquier situación adversa, principalmente las ocasionadas por estrés hídrico y salinidad.

Según esto, sería lógico pensar que los componentes principales de un movilizador de calcio deberían ser calcio y potasio para generar la sinergia que active este mecanismo fisiológico.

El Osmorregulador

El efecto osmorregulador se inicia con el movilizador de calcio, ya que además del efecto osmótico particular de los propios componentes del producto, el “Efecto Fisiológico Viets” no deja de ser un efecto fisiológico osmorregulador.

En alguna ocasión, este efecto regulador será suficiente para garantizar la entrada mínima necesaria de calcio y agua a la planta y una correcta asimilación de este nutriente, además de limitar los estreses hídricos a los que las plantas están sometidas de forma continua a lo largo de su ciclo y que resultan fatales cuando coinciden con momentos críticos dentro de la fenología del vegetal. Sin embargo, en muchas ocasiones podría llegar a ser insuficiente por diversos motivos:

1. Crecimiento vegetativo continuo, que provoca una mayor demanda de agua debido al aumento de superficie foliar, lo que supondrá mayores pérdidas de agua.
2. Carga elevada de otros órganos vegetales que requieren de un mayor abastecimiento tanto de calcio como de agua (flores y frutos).
3. Proceso continuo de suberificación radicular sin una reposición adecuada de nuevas raíces por las que mayoritariamente se realizará la absorción de agua y nutrientes. Esto está directamente relacionado con los puntos anteriores, toda vez que la raíz debe alimentarse y crecer de los carbohidratos y agua enviados desde la parte aérea de la planta. La raíz es el órgano vegetal más desfavorecido, pues es el último en la cadena de abastecimiento por parte de la planta y por lo tanto será el primero en acusar la falta de llegada de “alimentos”, perdiendo capacidad de crecimiento. Este factor se irá acentuando a lo largo del ciclo ya que el continuo crecimiento del resto de órganos vegetales provocará una demanda de agua y carbohidratos cada vez mayor que reducirá la disponibilidad para la raíz. Por ello es muy importante mantener una tasa de crecimiento y reposición radicular elevada a lo largo del ciclo, lo que se traducirá en un crecimiento armónico del vegetal, reducción del estrés ambiental y, sobre todo, mantenimiento de la capacidad productiva.

Según esto, en ocasiones será interesante e importante para el buen funcionamiento de la planta, el manejo de una herramienta cuyo fin principal es mejorar el manejo de agua. Esta herramienta será el osmorregulador.

De forma natural, las plantas en respuesta a un estrés hídrico o por salinidad biosintetizan y acumulan determinados osmolitos cuyas funciones principales son:

• Facilitar el ajuste osmótico.
• Mantener la actividad enzimática.
• Secuestrar Especies Activas de Oxígeno (EAO).

Este tipo de compuestos procedentes del metabolismo secundario de las plantas tiene una característica común y es su naturaleza de “metabolitos compatibles” (Yancey et al., 1982).  En general, se trata de compuestos de bajo peso molecular y amplia distribución, cuya acumulación en la célula no resulta incompatible con la estabilidad de las proteínas presentes en el citoplasma, incluso a elevadas concentraciones.

Durante el ciclo biológico de las plantas, de forma continua se están produciendo situaciones de estrés abiótico de diferente naturaleza, como el estrés hídrico y salino. Esto hace que la plantas se tengan que proteger, mediante la síntesis de este tipo de compuestos, pero cuando los niveles de estrés son muy elevados o demasiado continuos, las plantas quedan limitadas para la síntesis de todos estos compuestos, pudiendo quedar parcial o totalmente inhibidos determinados procesos fisiológicos. Por ello se hace necesario y adecuado recurrir a técnicas alternativas que ayuden a las plantas a salvar estas complicadas situaciones. 

Hoy en día existen ciertas “herramientas” en el mercado, en forma de productos químicos que más allá de comportarse como agronutrientes tradicionales -o los famosos bioestimulantes- son productos que aplicados en los momentos críticos son capaces de producir alteraciones fisiológicas temporales con el objetivo de conseguir una mayor expresión genética en condiciones limitantes (estrés ambiental elevado). Estos productos son los denominados FISIONUTRIENTES.

Un fisionutriente, siempre debe tener la naturaleza de un metabolito compatible, ya que se necesita que estos compuestos se mantengan activos dentro de la planta el mayor tiempo posible; de esta forma alargaremos el tiempo de protección. Cualquier compuesto aplicado que no sea un metabolito compatible, no solo no va a realizar el trabajo que esperamos de él sino que va a agravar la situación.

Para el caso concreto de la osmorregulación existen fisionutrientes que provocan de forma forzada y sin coste energético para la planta una modificación temporal del potencial osmótico, aumentando de esta forma su capacidad de absorción de agua y nutrientes, principalmente del calcio, ya que la entrada de este elemento es muy limitada y restringida, produciéndose casi exclusivamente cuando existe un flujo de masas, parámetro sobre el que actuamos directamente con la utilización de este tipo de herramientas. De esta forma, podremos salvar con éxito en la mayoría de ocasiones, los efectos negativos debidos a los distintos estreses abióticos que se nos pueden presentar a lo largo del ciclo y que actualmente son los causantes de las mayores pérdidas de rendimiento en nuestros cultivos.

Por lo tanto y a modo de resumen diremos que hoy en día es posible conseguir un manejo eficiente de un elemento tan problemático como el calcio utilizando técnicas de Manejo Integral del Calcio, combinando el uso de las “herramientas” adecuadas con el diseño y puesta en marcha de las estrategias pertinentes en cada caso.

Bibliografía

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• Plant Physiology. Taiz & Zeiger, 2006 y 2010.
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• Yancey, P.H.; Clark, M.E.; Hand, S.C.; Bowles, R.D.; Somero, G.N. 1982. Living with water stress: evolution of osmolyte system. Science 217: 1214-1222.