El nitrógneo y su papel como el nutriente más limitante en el desarrollo vegetal
Siendo un hecho que el brócoli es uno de los cultivos de mayor importancia económica en prácticamente todo el mundo y que la fertilización nitrogenada afecta de manera directa su producción por ser uno de los nutrientes más importantes, debe establecerse claramente que el nitrógeno es un macronutriente esencial al jugar un papel principal en el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Es componente de muchos compuestos estructurales, genéticos y metabólicos como aminoácidos, ácidos nucleicos y clorofila.
Las hortalizas, al igual que toda especie vegetal, tienen diferentes tasas de acumulación de nutrientes durante su crecimiento y desarrollo. Además, las cantidades de nutrientes absorbidos pueden variar según el genotipo, los sistemas de cultivo, las condiciones climáticas, el suelo y otros factores, lo que hace que las recomendaciones de fertilización adoptadas por los productores sean inadecuadas para los nuevos sistemas de producción. Por lo tanto, para maximizar la eficiencia de la fertilización, el suministro de nutrientes debe satisfacer la demanda de la planta, tanto en cantidad como en relación con los períodos de aplicación. De lo contrario, la baja eficiencia provocaría un aumento de los costos de producción y de la contaminación ambiental y reduciría la calidad de los alimentos suministrados a la población. Los estudios sobre la nutrición del brócoli de una sola cabeza son aún incipientes y, en la gran mayoría, evaluaron la respuesta al suministro de algunos nutrientes, mientras que los estudios relacionados con la tasa de absorción de nutrientes son raros y están desactualizados.
No es poco común que se apliquen a las hortalizas cantidades excesivas de fertilizantes inorgánicos buscando lograr un mayor rendimiento y un valor máximo de crecimiento. Sin embargo, el uso de fertilizantes inorgánicos por si solo puede causar problemas para la salud humana y el medio ambiente. Por lo tanto, el fertilizante inorgánico se considera una fuente importante de nutrientes para las plantas. El abono orgánico puede servir como práctica alternativa a los fertilizantes minerales para mejorar la estructura del suelo y la biomasa microbiana. Por lo tanto, la utilización de estiércol producido localmente por las operaciones de producción de hortalizas puede aumentar el rendimiento de los cultivos con un menor uso de fertilizantes químicos.
La nutrición nitrogenada afecta de manera significativa no sólo a la producción sino también la calidad de las cosechas. Como muchos otros cultivos, el brócoli necesita grandes cantidades de nutrientes para conseguir una óptima producción. Los agricultores normalmente tienden a aplicar dosis elevadas de fertilizante nitrogenado con el objetivo de obtener una mayor producción, pero un exceso puede dar lugar a la contaminación por lixiviación de nitratos y a una reducción en la producción y en la calidad del brócoli. Estas son razones importantes por las que es necesario mejorar la eficiencia en el uso del abono nitrogenado en cultivos vegetales. Los efectos de la fertilización nitrogenada en la producción y la calidad del brócoli necesitan ser mejor estudiados debido a que existen diferencias muy amplias entre las recomendaciones actuales.
Los fertilizantes químicos son el medio más efectivo para proporcionar los nutrientes esenciales a las plantas, con lo cual se pueden incrementar los rendimientos de los cultivos y mejorar la calidad de los alimentos. Sin embargo, la alta demanda de nutrientes por las plantas en este caso de brócoli ha generado una aplicación descontrolada de los fertilizantes químicos al suelo, lo que ha propiciado durante muchos años serios problemas de contaminación. Por lo que es relevante hace uso de fertilización menos agresivos como son los de origen biológico, al ser insumos naturales –restos de descomposición de materia orgánica– pueden ayudar en la mejora de la fijación de nutrientes en la rizosfera, estimular el crecimiento de las plantas y aumentar la producción del cultivo, lo que a su vez pueden generar una reducción en los costos de producción, además de mejorar las condiciones ambientales.
Propiedades antifúngicas, bactericidas y nematicidas de los glucosinolatos
Los componentes destacados del brócoli son los glucosinolatos β-tioglucósido-N-hidroxisulfatos que están presentes en todos los miembros de la familia Brassicaceae. Los glucosinolatos, GLS, y los productos de su descomposición son conocidos por sus propiedades antifúngicas, bactericidas, nematicidas y también alelopáticas. El contenido de GLS es extremadamente variable según la especie, la variedad, la parte de la planta vegetal Brassica, el período de vegetación y otros factores, por ejemplo, la fertilización y las condiciones climáticas.
Del grupo de los glucosinolatos, el brócoli contiene principalmente sulforafano, que ha demostrado su actividad anticancerígena. Se identificó como un producto de la hidrólisis enzimática o ácida de la glucorafanina correspondiente. El SF está relacionado con un menor riesgo de cáncer de próstata y pulmón. Suprime y mata el Helicobacter pylori, que es responsable de la enfermedad ulcerosa y se considera un agente en muchos casos de cáncer de estómago. Lin et al. La vitamina C, ácido ascórbico, es un antioxidante muy eficaz debido a sus propiedades. Puede actuar como agente anticancerígeno y reduce el riesgo de enfermedades cardiovasculares. El efecto antioxidante potencial de la vitamina C ha sido objeto de muchos estudios. Indicando que la vitamina C previene la formación de cáncer al inhibir los compuestos nitrosos en el estómago y estimular el sistema inmunológico.
Los nitratos, NO3–, son sustancias naturales de las plantas y no son tóxicos por sí mismos. La toxicidad potencial de los niveles más altos de nitrato en vegetales u otros alimentos consiste en su reducción a nitritos causantes de enfermedades llamadas metahemoglobinemia. Los nitratos se acumulan en los tejidos vegetales en grandes cantidades si las plantas no son capaces de utilizar el nitrógeno aplicado para la creación de aminoácidos y proteínas secuencialmente, es decir, el metabolismo de las plantas no es capaz de reducir los nitratos a la forma asimilable.
El brócoli es una de las especies vegetales con un contenido moderado de nitratos (500-1000 mg NO3– kg-1 de peso fresco). Varios estudios en diferentes cultivos agrícolas indican que la fertilización con azufre y zinc podría conducir a un aumento en la calidad de los cultivos. Por otro lado, el impacto de la fertilización en la calidad del brócoli, o de las especies vegetales en general, no ha sido suficientemente probado, y los hallazgos de experimentos anteriores son variables.
Por lo tanto, es necesario crear nuevos conocimientos sobre el crecimiento y la acumulación de nutrientes de los nuevos materiales disponibles en el mercado, con el fin de aprovechar al máximo su potencial genético.