Hacia una fertilización de hierro más racional de los cultivos

El hierro (Fe) es un micronutriente esencial para las plantas, ya que participa en la síntesis de la clorofila, molécula clave en la fotosíntesis. A pesar de ser uno de los elementos más abundantes de la corteza terrestre, su deficiencia en los cultivos es común en regiones de suelos alcalinos y calizos (por ejemplo, en la cuenca del Mediterráneo y el Valle del Ebro), lo que provoca baja productividad en los cultivos y baja calidad nutricional de la cosecha. El alto nivel de basicidad (elevado pH) de este tipo de suelos provoca que el hierro se presente en formas no disponibles para ser asimiladas por las plantas.

Las plantas deficientes en hierro presentan un amarilleamiento intervenal en las hojas, denominado clorosis férrica, especialmente en las jóvenes, debido a la falta de clorofilas. Actualmente, la forma más eficaz de remediar este desorden nutricional en cultivos sobre suelo calizo es la aplicación de quelatos sintéticos. Sin embargo, su alto coste limita su aplicación a cultivos de alto valor añadido. Optimizar el uso de estos quelatos y encontrar alternativas de similar eficacia resulta así primordial para reducir costes tanto económicos como ambientales.

Los agentes quelantes HBED y EDDHA son dos moléculas orgánicas sintéticas que forman quelatos muy estables con el hierro, y se ha probado que son altamente efectivos proporcionando este nutriente a las plantas cuando son cultivadas en suelos de pH neutro y alcalino.

Tras resultados positivos sobre la eficacia como fertilizante del HBED, un equipo del departamento de Química Agrícola y Bromatología de la Facultad de Ciencias de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha realizado una serie de ensayos con el objetivo principal de determinar el estado de desarrollo de las plantas óptimo para una aplicación más racional del quelato HBED con hierro, en comparación con productos basados en EDDHA.

Dos productos empleados en todo el mundo

Los productos basados en EDDHA son ampliamente utilizados a escala mundial. Estas formulaciones comerciales contienen alrededor del 6% de hierro quelado en diferentes isómeros de diversa estabilidad y eficacia (o,oEDDHA, o,pEDDHA, p,pEDDHA y otros productos derivados), lo que tiene una influencia en el comportamiento final del producto según el medio de cultivo.

El HBED es similar estructuralmente al isómero o,oEDDHA y forma un quelato de hierro altamente estable. Su producto comercial es más puro (9% hierro quelado), por lo que la dosis de aplicación puede ser más baja con respecto a los productos basados en EDDHA.

Estudios recientes había revelado que el HBED era tan efectivo como el o,oEDDHA manteniendo hierro en solución tras tres días. Además, proporciona hierro de forma adecuada a las plantas tanto en hidroponía como en cultivo en suelo, observándose un efecto a largo plazo cuando es aplicado a soja cultivada en suelo calizo. Bajo condiciones de campo también se observó una alta movilización de hierro hacia las flores en melocotoneros. Debido a estos estudios, en el año 2012 el HBED fue incluido en la normativa europea (UE 223/2012, que modifica la Directiva 2003/2003) como fertilizante autorizado de micronutrientes.

HBED al inicio del cultivo y EDDHA durante la floración

Como parte del trabajo, publicado en el Journal of the Science of Food and Agriculture, se llevó a cabo un experimento de retención en diferentes suelos y materiales del suelo, en el que se estudió el comportamiento de los diferentes isómeros del EDDHA en comparación con el HBED; además de dos ensayos biológicos en cámara de cultivo, en soja cultivada sobre suelo calizo.

Utilizando el isótopo estable ⁵⁷Fe, los investigadores cuantificaron el hierro aportado por los fertilizantes, y determinaron la distribución de este hierro y el originario del suelo de cultivo en los tejidos de las plantas y las fracciones del suelo.

Las pruebas de retención de los quelatos en materiales del suelo hasta 70 días mostraron la alta estabilidad del HBED a largo plazo, recuperándose en todos los materiales entre el 80% y 100% del Fe aplicado en esta forma. La retención del EDDHA fue mayor, debida al diferente comportamiento de sus isómeros en función del pH del medio y la naturaleza del material.

Los resultados obtenidos a partir de los cultivos de soja bajo condiciones controladas muestran una mayor eficacia del HBED proporcionando hierro que el producto comercial de EDDHA. Además, se comprobó el efecto a largo plazo del HBED.

Al variar los tiempos de aplicación de HBED y o,oEDDHA (inicio del cultivo, floración y fructificación), los investigadores observaron diferencias en la distribución del hierro aportado (tanto del fertilizante como del suelo de cultivo) en los tejidos de las plantas de soja. Así, basados principalmente en el contenido en hierro en frutos y la recuperación de las hojas con clorosis, pudieron determinar que la aplicación recomendada para HBED sería al inicio del cultivo, mientras que para o,oEDDHA sería durante la etapa de floración.