La cantidad de nutrimentos absorbidos por los árboles, depende de la exigencia de la especie, de su tasa de crecimiento y de las condiciones edáficas y climáticas que afectan la disponibilidad de los nutrimentos. La exigencia nutricional de una especie en comparación con otra, puede variar de un nutrimento a otro, lo que representa una característica importante en la selección del sitio para la plantación y en la determinación de la cantidad y del fraccionamiento del fertilizante a aplicar (Reis y Barros 1990).
Al igual que para cualquier otro tipo de plantas, los requerimientos nutricionales de los árboles maderables son los mismos, unos en cantidades grandes, llamados macronutrimentos, como nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K); los nutrimentos secundarios calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S), y otros en cantidades pequeñas, por lo que se conocen como micronutrimentos o elementos traza, entre ellos hierro (Fe), cobre (Cu), cloro (Cl), manganeso (Mn), boro (B), zinc (Zn) y molibdeno (Mo), los cuales son absorbidos en medio líquido (agua), más carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O) que son tomados del aire a través de la fotosíntesis y del agua del suelo (Figura 1). Muchos de esos elementos los suple el suelo sin problema, excepto los que el árbol requiere en cantidades apreciables en momentos específicos de su crecimiento y que pueden adicionarse como fertilizante para llenar las exigencias del mismo. En la mayoría de los textos generales de nutrición y fertilización de árboles tiende a discutirse el efecto de adicionar varios nutrimentos en conjunto, aunque es factible encontrar artículos que tratan exclusivamente con un elemento determinado, tal es el caso del P (Ballard 1980) y del B (Stone 1990).
Un elemento es esencial si la planta lo requiere para su desarrollo normal y completar su ciclo de vida. La presencia de elementos nutritivos en las cenizas de una planta, no es indicador de las necesidades cualitativas y cuantitativas de los distintos elementos químicos para una planta foto autótrofa. Los estudios en cultivos hidropónicos permiten establecer tres criterios que debe cumplir un elemento para que pueda ser considerado como esencial: 1) la deficiencia del elemento impide que la planta complete su ciclo vital (germinar, crecer, florear y producir semillas), 2) el elemento no se puede reemplazar por otro elemento con propiedades similares y 3) el elemento debe participar
directamente en el metabolismo de la planta y su beneficio no debe estar relacionado solamente al hecho de mejorar las características del suelo, el crecimiento de la microflora o algún efecto parecido.
Cuando se presentan síntomas agudos de deficiencia nutricional, es importante conocer si el elemento se recicla de hojas viejas a las jóvenes. Si un elemento es inmóvil la deficiencia aparece primero en hojas jóvenes, mientras que si es móvil en el interior de la planta la deficiencia se observa en hojas viejas. Se consideran elementos móviles N, P, K, Mg, Cl, Na y Mo, parcialmente móviles el S, Zn y Mn e inmóviles Ca, Fe, B y Cu. El elemento que más limita el crecimiento de los árboles en plantaciones en todo el mundo es el N, aunque en regiones tropicales el P puede ser igualmente limitante (Sarmiento 1984), debido a que los suelos pueden retenerlo fuertemente y a que durante la estación seca su movimiento en el suelo y absorción por las plantas se reduce. Bajo condiciones particulares, puede encontrarse extensiones apreciables de plantaciones forestales afectadas en su crecimiento por deficiencias de elementos menores, caso del B en plantaciones de coníferas en Andisoles de Colombia (Ladrach 1980b; Castaño y Quiroga 1990), de coníferas y eucaliptos en Andisoles de Chile (Stone 1990) y de eucalipto en Oxisoles de las sabanas de África (Mackensen 1999), o por la toxicidad de otros elementos relacionados con la acidez del suelo. Por lo anteriormente mencionado, los fertilizantes comerciales incluyen principalmente N-P-K y en algunas ocasiones B- Mg-Zn.
Algunos autores mantienen que las especies arbóreas forestales tienen un sistema de absorción de nutrimentos extensivo, en vez del sistema intensivo de los cultivos agrícolas, y que por esa razón no dependen tanto de la adición de fertilizantes. Si este fuera el caso, no debería aplicarse nutrimentos a las especies arbóreas de frutales las que, aunque menos espaciadas que los árboles forestales, responden en forma espectacular a la adición de fertilizantes (Nwoboshi 1975).
Los principios que rigen las necesidades nutricionales de las plantas, sean estas cultivos anuales o plantaciones forestales, son similares. Sin embargo, se presenta mayor similitud entre las prácticas de abonamiento de especies frutales arbóreas y los árboles en plantaciones forestales, que entre estas dos actividades y las necesidades de los cultivos anuales. Los elementos esenciales para el crecimiento de cualquier tipo de planta son los mismos, sin embargo, las cantidades, la forma y la época de aplicación de esos elementos es diferente cuando se trata de especies perennes o anuales. En general, cuando se trata de plantaciones forestales, se podría recomendar una primera aplicación de fertilizante al traplante y posteriormente aplicaciones anuales hasta el cierre de copa de la plantación. La adición de fertilizantes también debe hacerse después de las podas y deshierbas a inicios de la época de lluvias e incluye toda la dosis de P y un tercio del N y K recomendados, adicionando el resto de la dosis durante el máximo de precipitación, coincidiendo con la máxima expansión foliar. Una vez que la plantación cierra la copa, la posibilidad de respuesta a la fertilización ocurre cuando los suelos son deficientes en algún elemento o después de los raleos, necesarios por razón de competencia, de forma del árbol o fitosanitarios.
Figura 1. Elementos esenciales para el crecimiento de los árboles (Tomado de Davey 1995)
No todos los árboles tienen el mismo comportamiento cuando de necesidades nutricionales se trata ya que existen marcadas diferencias entre especies forestales. Es normal que las especies arbóreas de crecimiento rápido tengan requerimientos nutricionales más elevados que aquellas de crecimiento lento. También es cierto que la cantidad de nutrimentos que se extraen en el producto cosechado, por ejemplo madera, sean mayores en este último tipo de especies. Todo lo anterior está íntimamente ligado a las características fotosintéticas de cada especie forestal, como lo mencionan López et al. (2001). En suelos de fertilidad media del bosque montano bajo primario de Costa Rica, Birkelbach et al. (1996) demuestran que Iriartea deltoidea, Symphonia globulifera y Acalypha apodanthes tienen una alta capacidad de concentración de Mn en las hojas, mientras que Euterpe macrospadix no tiene la misma capacidad de almacenar ese elemento, ni ningún otro, en la misma magnitud que las otras especies comparadas (Cuadro 1).
Cuadro 1. Contenido foliar promedio de cinco especies del bosque montano bajo de Costa Rica (tomado de Birkelbach et al. 1996). Ca Mg K Mn Zn Especie mmol kg-1 Iriartea deltoidea 323 194 167 15.6 0.33 Euterpe macrospadix 111 67 123 5.7 0.35 Crysophila albida 191 138 251 3.0 0.34 Symphonia globulifera 364 149 168 16.5 1.03 Acalypha apodanthes 397 144 314 15.2 0.45