Biodisponibilidad de hierro en suelos calcáreos: reducción microbiana y aplicación de nanofertilizantes

Resumen

La clorosis férrica es uno de los mayores problemas nutricionales de las plantas cultivadas en suelos calcáreos, que abundan en las regiones de clima árido y semiárido del mundo. El pH básico de estos suelos determina que, aunque su contenido total en hierro (Fe) pueda ser moderadamente elevado, dicho elemento se encuentre en formas poco disponibles para la planta. En España y otros países del área mediterránea, la clorosis férrica afecta a cultivos de gran importancia económica como el olivo, la vid y los cítricos. El primer objetivo general de la tesis era conocer en qué medida la saturación temporal del suelo, con la consiguiente aparición de condiciones reductoras, y su posterior aireación afectan a las formas del hierro y su biodisponibilidad. Para ello se hicieron experimentos de laboratorio y de maceta en un grupo de 24 suelos calcáreos inductores de clorosis férrica del sur de España. La incubación de suspensiones de suelo en condiciones anaerobias durante siete semanas mostró que la población microbiana nativa de estos suelos era capaz de reducir el Fe(III) presente en óxidos de distinta cristalinidad. La movilización del Fe se vio afectada por el carbono orgánico disuelto y por la concentración total de óxidos. La incubación, aireación y secado de las muestras dio como resultado un aumento de la solubilidad de las formas de hierro, rebasándose en muchos casos los niveles críticos de los habituales ensayos de biodisponibilidad del hierro. Experimentos de maceta con cultivos sucesivos de cacahuete y garbanzo corroboraron que la saturación temporal del suelo era eficaz para reducir la incidencia de la clorosis férrica, aunque una segunda saturación no tuvo efectos en la solubilidad del hierro. Como segundo objetivo general se planteó el desarrollo de fertilizantes alternativos para la corrección de la clorosis férrica. En base a consideraciones teóricas y estudios previos, se seleccionó la siderita (carbonato ferroso) para su estudio en profundidad. La siderita fue fácilmente sintetizada en el laboratorio en forma de partículas nanométricas de alta reactividad. Experimentos en maceta con plantas herbáceas (garbanzo, cacahuete y fresa) y de campo con olivo demostraron que la inyección en el suelo de suspensiones de siderita es eficaz para prevenir y corregir la clorosis férrica durante períodos prolongados. Esta eficacia se atribuye a su rápida oxidación a óxidos de hierro de baja cristalinidad. Las características cristalinas, facilidad de preparación y reacciones de la siderita en el suelo la hacen, además, ambiental y económicamente atractiva para corregir la clorosis férrica.