Los productores de arroz dependen de los fertilizantes fosforados para maximizar sus rendimientos de este importante alimento básico, que ayuda a alimentar a más de la mitad de la población mundial. Sin embargo, existe un suministro finito de nutrientes disponibles para extraer.
por Matt Olson, lightsource.ca
La especiación del hierro se midió con rayos X suaves NEXAFS en la superficie de las partículas del suelo y muestra cambios en la unión de P afectados por la adición de ASi. Se visualizaron cuatro agregados de suelo individuales en imágenes de OD promedio (695–760 eV) de regiones de 4 × 6 µm 2 de muestras de suelo de arroz con ( a , g ) y sin ( m , s ) adición de ASi. Los mapas compuestos RGB de las fases ricas en Fe (III) (rojo), ricas en Fe (II) (azul) y sin Fe (verde) visualizan la distribución espacial de los estados redox de Fe en los agregados del suelo tratados con Si ( b , h ), y de muestras de control no tratadas ( n , t ). Los mapas específicos de la fase rica en Fe (II) para muestras de suelo de arroz tratadas con Si ( c , i ) y muestras de control no tratadas ( o , u ) muestran la distribución de especies reducidas de Fe (igual al canal azul en la imagen anterior). compuestos RGB). Máscaras de OD promedio ( d , j , p , v ) basadas en todas las imágenes de OD promedio ( a , g , m , s ) y máscaras de OD ( e , k , q , w ) basadas en regiones ricas en Fe (II) ( c , i , o , u ) se utilizaron para extraer espectros de regiones de espesor creciente. Los espectros se extrajeron utilizando estas máscaras para muestras tratadas con Si ( f , l ) y muestras de control no tratadas ( r , x ), donde las líneas grises representan espectros extraídos del respectivo conjunto de datos completo ( a , g , m , s ), mientras que las líneas azules representan espectros extraídos de las regiones ricas en Fe (II) ( c , I , o , u ) únicamente. Para comparar, se representan los espectros de los compuestos de referencia puros ferrihidrita (fh), goethita (goe), siderita (sid) y vivianita (viv). El mejor ajuste de descomposición lineal entre la muestra y varias combinaciones de espectros de referencia se logró con vivanita como especie de Fe (II), lo que sugiere que el P está unido al Fe (II) en estas partículas de suelo. Crédito: Informes científicos (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-20805-4
Utilizando la luz ultrabrillante de la Fuente de Luz Canadiense de la Universidad de Saskatchewan, investigadores alemanes examinaron muestras de suelo de arrozales en China con la esperanza de aprender cómo el silicio puede reducir la necesidad de fertilizantes a base de fósforo y hacer que el cultivo de arroz sea más sostenible.
El Dr. Joerg Schaller y sus colegas descubrieron que el silicio, que también se sabe que desempeña un papel clave en el cultivo del arroz, puede reemplazar el fósforo en el suelo y movilizarlo para que esté disponible para que lo absorban las plantas que lo necesitan. El fósforo se une al hierro del suelo, haciéndolo no disponible para las plantas.
«Si todos los lugares de construcción se ocupan con silicio, no hay espacio para que el fosfato se fije (en el suelo). Por lo tanto, sólo se necesita la mitad del fertilizante», explica Schaller, del Centro Leibniz para la Investigación del Paisaje Agrícola ( ZALF).
Al tomar múltiples muestras de suelo de arrozales que se han utilizado para cultivar arroz durante entre 50 y 2000 años y examinarlas mediante microscopía de rayos X de transmisión de barrido en el CLS, Schaller y sus colegas pudieron comprender mejor cómo y por qué se utilizan el silicio y el fósforo. unión al suelo.
La amplia gama de suelos de arroz le dio al equipo de Schaller una visión precisa de cuánto tiempo lleva al suelo agotar su silicio y saturarlo de fósforo.
«Es realmente valioso (poder estudiar tantas muestras)», dijo Schaller. «El cultivo de arroz lo han hecho durante mucho tiempo… es realmente interesante utilizar tales muestras».
Dado que el fósforo es fundamental para el crecimiento del arroz y de muchos otros cultivos, encontrar una solución más sostenible para promover el crecimiento del arroz (como utilizar fertilizantes a base de silicio más baratos y disponibles para evitar la saturación de fósforo) es fundamental para el suministro mundial de alimentos.
«Esto es realmente importante para la humanidad», afirmó Schaller. «Si pudiéramos disminuir la necesidad de fertilización con fósforo, esto sería algo realmente importante».
La investigación se publica en Scientific Reports .
Más información: Jörg Schaller et al, El silicio como factor limitante potencial para la disponibilidad de fósforo en suelos de arroz, Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-20805-4
