Investigan los mecanismos de las plantas para hacer fertilizantes sostenibles

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EFEAGRO.

Un equipo de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC) de Zaragoza investiga los mecanismos que utilizan las plantas para la absorción del hierro

fertilizantes sostenibles

Las plantas cultivadas bajo los elevados niveles de dióxido de carbono que se esperan para mediados del siglo XXI tienen menores niveles de hierro. / Óscar Orzanco

Un equipo de investigadores de la Estación Experimental de Aula Dei (EEAD-CSIC) de Zaragoza investiga los mecanismos que utilizan las plantas para la absorción del hierro para diseñar métodos de fertilización más sostenibles en lugar de los actuales productos artificiales (químicos de síntesis).

Este equipo ha demostrado que las raíces de las plantas secretan sustancias como la riboflavina (vitamina B2), que favorecen la absorción de hierro, un elemento esencial, informan fuentes del CSIC en una nota de prensa.

Para ello se requiere de una instrumentación analítica avanzada, la de espectrometría de masas de alta resolución, que también se utiliza en estudios de toxicidad de drogas, enfermedades metabólicas, estudios de impacto ambiental y control de calidad de alimentos y en la que este equipo es pionero en el uso en Nutrición Vegetal.

Los suelos de Aragón son calizos, por lo que el hierro se presenta en formas químicas que no son asimilables para las plantas. Aunque las necesidades de hierro de las plantas son pequeñas en comparación con otros nutrientes, es parte de cientos de proteínas y enzimas indispensables para la vida y tiene un papel en procesos biológicos fundamentales como la respiración, la fotosíntesis y la replicación del ADN.

La carencia de hierro (también llamada clorosis férrica) provoca hojas amarillas (cloróticas) y pérdidas del rendimiento y calidad de las cosechas y los productos más efectivos son artificiales, caros y poco biodegradables, y su futuro está comprometido por los riesgos medioambientales que podrían conllevar.

Cualquier metal puede ser absorbido por las plantas si está presente en el suelo, ya sea un metal esencial como el hierro (y también el manganeso y el cinc) o bien tóxico como el cadmio (también el mercurio o plomo).

Para solucionar este problema, las plantas han desarrollado mecanismos, conocidos con el nombre de homeostasis, para mantener concentraciones óptimas de aquellos metales esenciales y minimizar la exposición a los tóxicos, a través del uso de pequeñas moléculas orgánicas y proteínas que permiten regular finamente tanto la toma de metales como su transporte y distribución.

Con estas armas, algunas plantas son capaces de sobrevivir en ambientes que inducen estrés por metales, mediante la secreción radicular de compuestos especializados en transformar las formas químicas en las que los metales se encuentran en el suelo.

Cuando el estrés se debe a la escasez de formas asimilables de un metal esencial, las raíces producen sustancias que transforman formas no asimilables en asimilables, y la situación inversa se produce cuando el estrés está inducido por el exceso de formas metálicas asimilables.

Según los responsables del estudio, Javier Abadía y Ana Álvarez, una mejor comprensión de la homeostasis ayudará a obtener una base científica para desarrollar aplicaciones biotecnológicas hacia métodos sostenibles de fertilización de metales, limpieza de áreas contaminadas con metales tóxicos y biofortificación de alimentos para el consumo humano.

La carencia de hierro en los cultivos ha aumentado en las últimas décadas, debido a que el incremento de la producción agrícola se ha basado en el uso combinado de variedades de alto rendimiento con prácticas intensivas de riego y fertilización con macronutrientes. Esta situación aumenta las necesidades de hierro asimilable, obligando a fertilizar con este metal en áreas en las antes no era necesario.

Además, el crecimiento de la población mundial, que llegará e 10.000 millones de personas en 2050, plantea el desafío de proporcionar alimentos de manera justa, saludable y sostenible, y exigirá la explotación de tierras agrícolas marginales, que en muchos casos son pobres en formas de hierro asimilables.

A esto se le añadirá el cambio climático previsto para las próximas décadas, que amenaza no solo la producción agrícola sino también su calidad nutricional.

Así, recientes investigaciones han encontrado que las plantas cultivadas bajo los elevados niveles de dióxido de carbono que se esperan para mediados del siglo XXI tienen menores niveles de hierro, por lo que este hecho agravará la ya complicada situación actual, en la que casi el 25 de la población mundial está afectada por la carencia de hierro (anemia ferropénica).