ES2343160A1 - Metodo para prevenir y corregir la clorosis ferrica en plantas. - Google Patents
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Abstract
Método para prevenir y corregir la clorosis férrica en plantas. La presente invención se refiere a un método para prevenir y corregir la clorosis férrica en plantas, caracterizado porque comprende aplicar una suspensión acuosa de siderita sintética al suelo en el que se cultivan las plantas, preferentemente la suspensión de siderita se aplica a razón de entre 0,5 y 1,0 g de siderita por kg de suelo.
Description
Método para prevenir y corregir la clorosis
férrica en plantas.
La invención se encuadra en el sector de la
agricultura y más concretamente en el campo de los productos
destinados a mejorar la fertilidad de suelos, tales como los
fertilizantes, y más concretamente en el área de los productos para
prevenir la deficiencia de hierro o clorosis férrica en plantas
cultivadas en suelos calcáreos.
La clorosis férrica es uno de los mayores
problemas nutricionales de las plantas cultivadas en suelos
calcáreos, que son abundantes no sólo en España, sino en todas las
regiones de clima árido y semiárido del mundo. Este problema, debido
a la deficiencia de hierro (Fe), se identifica por amarilleamiento
internervial de las hojas jóvenes, y provoca una importante
disminución del rendimiento y calidad del producto, particularmente
en cultivos perennes (Fernández- Escobar, R., D. Barranco y M.
Benlloch. 1993. Overcoming iron chlorosis in olive and peach trees
using a low-pressure
trunk-injection method. HortSci.
28:192-94). En la actualidad, la clorosis férrica es
un problema nutricional que afecta a numerosas especies vegetales
como fresa, vid, cítricos, melocotonero, cerezo, kiwi, peral,
manzano, membrillero y olivo.
La corrección y prevención de la clorosis
férrica en plantas cultivadas en suelos calcáreos es difícil y
costosa. La selección de cultivares tolerantes constituye una buena
alternativa para prevenir los problemas de la deficiencia de hierro
tanto en especies anuales como en perennes (Alcántara, E., A.M.
Cordeiro y D. Barranco. 2003. Selection of olive varieties for
tolerance to iron chlorosis. J. Plant Phys.
160:1467-1472. Jiménez, S., J. Pinochet, A.
Abadia, M.A. Moreno y Y. Gogorcena. 2008. Tolerance response to iron
chlorosis of Prunus selections as rootstocks. Horst Sci.
43:304-309, 2008) (N° de patente 2177430 y N° de
solicitud 200002827). Aún así, los cultivares o patrones más
resistentes llegan a manifestar síntomas de la clorosis férrica
cuando se cultivan en determinados suelos, por lo que con frecuencia
se requiere la aplicación de fertilizantes de hierro.
Los quelatos de hierro (esencialmente quelatos
de hierro (III)) han sido, hasta el momento, las fuentes de hierro
más eficaces y ampliamente utilizadas para controlar el problema
(Álvarez-Fernández, A., P.
Garcia-Lavina, C. Hidalgo, J. Abadía y A. Abadia.
2004. Foliar fertilization to control iron chlorosis in pear
(Pyrus communis L.) trees. Plant Soil.
263:5-15). Sin embargo, su uso presenta importantes
limitaciones, ya que son productos de elevado precio para muchos
cultivos (en especial los arbóreos en secano) y tienen escaso poder
residual debido a su alta solubilidad, por lo que se necesitan
varias aplicaciones en cada campaña agrícola. Se estima que el gasto
anual en el área mediterránea está entre 80 y 100 millones de euros
y en EEUU alrededor de 120 millones de dólares (NewAg International.
2008. Glyphosate blamed for increased occurrence of iron deficiency
in crops. Vol:2-4. pp 10). Las alternativas al uso
de quelatos de hierro son de dos tipos: (a) inyección al tronco de
disoluciones de sulfato ferroso (Fernández-Escobar,
R., D. Barranco y M. Benlloch. 1993. Overcoming iron chlorosis in
olive and peach trees using a low-pressure
trunk-injection method. HortSci.
28:192-94) y (b) aplicación de sales de hierro (II)
al suelo como sulfato ferroso granulado o en como fosfato ferroso
(vivianita) en forma de suspensión (Rosado, R., M.C. del Campillo,
M.A. Martínez, V. Barrón y J. Torrent. 2 002.
Long-term effectiveness of vivianite in reducing
iron chlorosis in olive trees. Plant Soil
241:139-144). En el caso de la inyección en el
tronco hay que practicar varias perforaciones en el tronco a
distintas alturas y posiciones opuestas, para que a través de ellas
los compuestos de hierro lleguen directamente al xilema y sean
distribuidos por toda la planta mediante la corriente
transpiratoria. Se utilizan al efecto productos como sulfato ferroso
o citrato amónico férrico. La ventaja de esta técnica es que permite
un uso eficiente del producto; además, reduce la contaminación
ambiental, por lo que puede usarse tanto en áreas rurales como
urbanas. Los principales inconvenientes de las inyecciones al tronco
son el coste de la mano de obra y el aumento de la susceptibilidad a
las infecciones propiciadas por las heridas del tronco.
La efectividad de las sales de hierro (II)
aplicadas a un suelo calcáreo depende de la facilidad con la que se
transforman en óxidos de hierro poco cristalinos, ya que éstos, en
suelos calcáreos, constituyen la fuente principal de hierro para las
plantas (Loeppert, R.H. y C.T. Hallmark. 1985. Indigenous soil
properties influencing the availability of iron in calcareous soils.
Soil Sci. Soc. Am. J. 49:597-603). En el caso del
sulfato ferroso, aunque de forma inmediata pueda suministrar hierro
(II) a las plantas, precipita como óxidos de hierro cristalinos
(Loeppert, R.H., L.H. Hossner y P.K. Amin. 1984. Formation of ferric
oxyhidroxides from ferrous and ferric perchlorate in stirred
calcareous systems. Soil Sci. Soc. Am. J.
48:677-683) y, por lo tanto, es muy poco disponible
para las plantas. En el caso de la vivianita (fosfato ferroso)
(solicitud de patente española ES2035766), la hidrólisis del hierro
en presencia del ión fosfato favorece la precipitación de compuestos
poco cristalinos como la lepidocrocita de pequeño tamaño de
partícula, lo que explica su eficacia en la prevención de la
clorosis férrica en garbanzo, peral, olivar, kiwi y viña. Además, el
hecho de que las partículas de vivianita tengan un tamaño
comprendido entre 5 y 10 \mum y baja solubilidad al pH de los
suelos calcáreos, favorece la lenta liberación de hierro a la
disolución. Esto permite que una aplicación de vivianita en el suelo
tenga un efecto prolongado en el tiempo como se ha observado durante
tres años en olivar (Benítez, M.L., V.M. Pedrajas, M.C. del Campillo
y J. Torrent. 2002. Iron chlorosis in olive in relation to soil
properties. Nutr. Cycl. Agroecosyst. 62:47-52)
cinco en peral (del Campillo, M.C., V. Barrón, J. Torrent, L.
Iglesias, R. Dalmau y X. Mareé. 1998. Fertilization with
Fe(II)-phosphate effectively prevents iron
chlorosis in pear trees. En: Abstr. XXV International Horticultural
Congress, p. 194. Bruselas) y tres en viñedo. La aplicación de 1 kg
de vivianita/olivo es equiparable a 50 g de quelato de hierro/olivo
y año, y en el caso de la viña, 0,250 kg de vivianita/vid son
equiparables a 20 g de quelato de hierro/vid y año. La mezcla de
vivianita con compuestos húmicos (ácidos húmicos y fúlvicos) permite
reducir la cantidad de vivianita aplicada (Patente española
ES2245253). Los compuestos orgánicos además de complejar el hierro,
protegerlo de la precipitación y mantenerlo más disponible para las
raíces de las plantas, pueden actuar como inhibidores de la
cristalización de los óxidos de hierro permitiendo una mayor
eficiencia del hierro aplicado como compuesto inorgánico. En este
sentido, la aplicación de la mezcla de compost y vivianita también
es eficaz previniendo la clorosis de hierro (solicitud de patente
ES2281281). No obstante, el uso de la vivianita en polvo requiere
trabajos adicionales para mezclarla bien con el volumen de suelo que
va a ser explorado por las raíces de las plantas.
En línea con lo anteriormente descrito, era
deseable desarrollar sales inorgánicas de hierro que, entre otras
características, al reaccionar con el suelo acabaran formando
compuestos de hierro poco cristalinos, de alta reactividad, además,
que no sean lavados del suelo y sean fácilmente aplicables al suelo
(de tamaño de partícula muy pequeño), como otra alternativa para
evitar la clorosis férrica en plantas cultivadas en suelos
calcáreos.
La presente invención tiene por objeto un método
para prevenir y corregir la clorosis férrica en plantas,
caracterizado porque comprende aplicar una suspensión acuosa de
siderita sintética al suelo en el que se cultivan las plantas, más
concretamente prevenir y corregir la clorosis férrica en plantas
cultivadas en suelos mediante un método que comprende aplicar al
suelo una suspensión acuosa de siderita sintética (FeCO_{3}). Por
otra parte, la presente invención también tiene por objeto el uso de
tal suspensión acuosa como fertilizante para suelos calcáreos.
Según el método de la invención, la suspensión
de siderita sintética se ha obtenido preferentemente, por
neutralización del sulfato ferroso con carbonato potásico.
Según el método de la invención, la suspensión
de siderita se aplica preferentemente a razón de entre 0,5 y 1,0 g
de siderita por kg de suelo.
De acuerdo con la invención, la suspensión de
siderita puede comprender 3.6% a 4.2% en peso, preferentemente 3.7%
a 4.1% en peso, y más preferentemente 3.8% a 4.0% en peso de
siderita. Las partículas de siderita tienen forma de cristales
aciculares (alargados) siendo su grosor entre 10 y 50 nm,
preferentemente 10 y 20 nm y su longitud entre 100 y 500 nm y
preferentemente entre 200 y 400 nm.
La siderita puede obtenerse neutralizando una
disolución acuosa de sulfato ferroso heptahidratado
(FeSO_{4}\cdot7H_{2}O) con carbonato potásico
(K_{2}CO_{3}) de tal forma que el hierro precipita muy
rápidamente en forma de pequeñísimas partículas de este compuesto.
Para que la suspensión de las partículas de siderita que se generen
sea homogénea aunque las partículas sean muy pequeñas es aconsejable
mantener una agitación continua durante el proceso de
neutralización; de lo contrario, las partículas de siderita
sedimentan con el tiempo.
En esta neutralización, la disolución acuosa del
sulfato ferroso heptahidratado puede comprender entre 7.7 y 8.3% en
peso, preferentemente entre 7.8 y 8.2% en peso de sulfato ferroso.
Por otra parte, la relación entre sulfato ferroso heptahidratado y
el carbonato potásico puede ser, en peso, entre 7.7/3.85 y 8.3/4.15,
preferentemente entre 7.8/3.9 y 8.2/4.1.
Como fuente de hierro para la siderita, el
sulfato de hierro ferroso es muy recomendable porque es un producto
habitualmente usado en agricultura, y fácil de adquirir por los
agricultores y económico. Así, el sulfato ferroso, sobre todo en su
forma heptahidrada es, por ejemplo, un producto generado en
abundancia como material de desecho en la fabricación de dióxido de
titanio a partir de las ilmenitas, y como tal producto de desecho es
un material barato como materia prima para la síntesis de la
siderita.
El carbonato potásico, también usado en
agricultura, hace que la disolución de esta suspensión contenga
sulfato potásico, que suministra potasio y azufre, que son
nutrientes esenciales para las plantas.
Por lo tanto, el valor agronómico de la
suspensión resultante de la neutralización de sulfato ferroso
heptahidratado con carbonato potásico es mayor que el de otros
compuestos que solamente contienen hierro.
La siderita presente en la suspensión de
siderita tiene partículas con forma de cristales alargados cuya
longitud oscila entre 100 y 500 nm.
Con este procedimiento, las partículas de
siderita tienen preferentemente forma de cristales alargados de
tamaño nanométrico, cuya grosor oscila entre 10 y 20 nm y cuya
longitud oscila entre 100 y 500 nm, lo que les confiere una alta
reactividad en el suelo. Cuando se aplica al suelo la suspensión de
la siderita, el ión ferroso se transforma en medio calcáreo a óxidos
de hierro poco cristalinos (posiblemente lepidocrocita de pequeño
tamaño de partícula) los cuales constituyen la principal fuente de
hierro para las plantas en este medio. La ventaja de la siderita
sobre los quelatos de hierro es que se presenta en partículas de
baja solubilidad en los suelos calcáreos, que no se pierden por
lavado y no contaminan las aguas subsuperficiales, por lo que
resulta ser un fertilizante muy adecuado desde un punto de vista
ambiental. Además, por estas razones la siderita tiene un efecto
corrector de la clorosis férrica a largo plazo.
Por otra parte, la ventaja de la suspensión
acuosa de siderita sobre la de vivianita es que al ser las
partículas de siderita más pequeñas (tamaño nanométrico), la
reactividad es mayor y su distribución en el suelo tras la
aplicación es mucho mejor por lo que se consigue aumentar la
disponibilidad del hierro para las raíces de la planta.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describirá un ejemplo de
realización de la invención en el que se hará referencia a unas
figuras, en las que se muestran los resultados de la aplicación de
la siderita al suelo en plantas que mostraban deficiencia de
hierro
la figura 1 es un gráfico que muestra el efecto
de la dosis de siderita en el valor SPAD (índice del contenido de
clorofila en hoja) en un primer cultivo con garbanzo (A);
la figura 2 es un gráfico que muestra el efecto
de la dosis de siderita en el valor SPAD en un segundo cultivo con
garbanzo (B); y
la figura 3 es un gráfico que muestra el efecto
de la dosis de siderita en el valor SPAD en un cultivo con cacahuete
(C).
\vskip1.000000\baselineskip
La eficacia y persistencia de la siderita se
comprobó en un suelo inductor de clorosis férrica que fue
fertilizado inicialmente con una suspensión acuosa de siderita y en
el que se realizaron tres cultivos consecutivos utilizando especies
sensibles.
Síntesis de siderita: en un (1) litro de
agua se disolvieron 80 g de sulfato ferroso heptahidratado
(FeSO_{4}\cdot7H_{2}O), y a continuación, se añadieron 40 g de
carbonato potásico (K_{2}CO_{3}). La suspensión acuosa
resultante contenía partículas nanométricas de siderita (40
g/L).
Suelo: era fuertemente calcáreo (660 g de
carbonato cálcico/kg suelo, 214 g caliza activa/kg suelo y un pH de
8,6), con poca materia orgánica (5 g carbono orgánico/kg suelo) y
muy poco hierro disponible (1,7 mg de hierro extraíble con DTPA/kg
suelo y 0,12 g hierro extraíble con oxalato amónico ácido/kg suelo;
los suelos con cantidades de hierro extraíble con oxalato < 0,65
g/kg son inductores de clorosis férrica para la variedad de garbanzo
utilizado).
La suspensión de siderita se mezcló con el suelo
a razón de 0,09, 0,19, 0,37, 0,72 y 1,12 g siderita/kg suelo. Su
efecto se comparó con el del control (al que no se aplicó ningún
compuesto de hierro) y con el del quelato de hierro (en forma de
EDDHAFe) que se aplicó semanalmente a cada cultivo de tal forma que
las plantas estuvieran siempre verdes.
Material vegetal: se realizaron tres
cultivos consecutivos plantando en el primer y segundo cultivo
garbanzo (Cicer arietinum L.) cultivar ICC 11224, y en el
tercer cultivo cacahuete (Arachis hypogaea L.), por ser ambos
muy susceptibles a la deficiencia de hierro.
Cultivo: los experimentos se realizaron
en una cámara de crecimiento con un fotoperiodo luz/oscuridad de
16/8 horas, una radiación fotosintéticamente activa de 450
\mumoles m^{-2} s^{-1}, humedad relativa de aproximadamente
50% y temperatura día/noche de 25/20ºC. Las macetas se regaron todos
los días a capacidad de campo y de dos a tres veces por semana se
fertilizaron con una solución nutritiva completa sin hierro
(Hoagland modificada) para evitar otra deficiencia que no fuera la
de hierro. Las macetas dentro de la cámara se recolocaron
completamente al azar cada día. Cada tratamiento incluyó cuatro
repeticiones.
Medidas en planta: al final de cada
experimento (21, 24 y 27 días para el primero, segundo y tercer
cultivo, respectivamente) se determinó el índice del contenido de
clorofila en las hojas más jóvenes con un aparato Minolta que da las
lecturas en unidades SPAD. La carencia de clorofila en las últimas
hojas es síntoma de deficiencia de hierro en la planta.
Los resultados de los experimentos se muestran
en los gráficos correspondientes a las figuras 1, 2 y 3
respectivamente. Estos gráficos muestran el efecto de la dosis de
siderita en el valor SPAD en el primer (A) y segundo (B) cultivo con
garbanzo, y en el tercer cultivo con cacahuete (C). Las barras
indican el error estándar. Los rombos rellenos corresponden a las
plantas fertilizadas con siderita, el rombo blanco a las no
fertilizadas con ningún compuesto de hierro y el cuadrado a las
fertilizadas con quelato de hierro.
Puede observarse que en todos los experimentos y
de acuerdo con el valor SPAD se observó que la siderita fue efectiva
aliviando la clorosis férrica incluso para la dosis más baja (0,09
g/kg), ya que los valores SPAD de las plantas fertilizadas fueron
siempre superiores a los de las plantas control. Al aplicar dosis
crecientes de siderita al suelo se incrementó el valor SPAD en
planta. El SPAD de las plantas fertilizadas con 0,72 g siderita/kg
en el segundo experimento y con 0,40 g siderita/kg en el tercer
experimento no fue significativamente diferente del SPAD de las
plantas fertilizadas con quelato de hierro semanalmente. Además, una
aplicación de siderita al suelo al inicio de los experimentos
previno la clorosis férrica durante tres cultivos consecutivos (dos
de garbanzo y uno de cacahuete) lo que indica su efecto persistente.
Este efecto probablemente sea debido a que la siderita se oxida
lentamente a compuestos de hierro poco cristalinos, que constituyen
la fuente fundamental de hierro para la planta en medio
calcáreo.
Claims (8)
1. Método para prevenir y corregir la clorosis
férrica en plantas, caracterizado porque comprende aplicar
una suspensión acuosa de siderita sintética al suelo en el que se
cultivan las plantas.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la suspensión de siderita se aplica a
razón de entre 0,5 y 1,0 g de siderita por kg de suelo.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la siderita presente en la suspensión de
siderita tiene partículas con forma de cristales alargados cuya
longitud oscila entre 100 y 500 nm.
4. Método según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
suspensión de siderita comprende 3.6% a 4.2% en peso de
siderita.
5. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la suspensión de siderita sintética se
ha obtenido por neutralización del sulfato ferroso con carbonato
potásico.
6. Método según la reivindicación 5,
caracterizado porque en la neutralización del sulfato ferroso
con carbonato potásico se prepara una disolución acuosa de sulfato
ferroso heptahidratado que comprende entre 7.7 y 8.3% en peso de
sulfato ferroso.
7. Método según la reivindicación 5,
caracterizado porque la relación entre sulfato ferroso
heptahidratado y el carbonato potásico está comprendida entre
7.7/3.85 y 8.3/4.15.
8. Uso de una suspensión de siderita según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la suspensión de siderita se emplea como fertilizante para
suelos calcáreos.
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| ES2343160B1 ES2343160B1 (es) | 2011-07-21 |
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| ES2019247A6 (es) * | 1990-04-05 | 1991-06-01 | Lainco S A | Agente corrector de la clorosis ferrica en plantas, procedimiento para su obtencion y su empleo. |
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2008
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-
2009
- 2009-12-28 WO PCT/ES2009/000598 patent/WO2010076353A1/es active Application Filing
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|---|
| Nanosiderita eficaz para prevenir la deficiencia de hierro en plantas cultivadas en suelos calcáreos. Sánchez-Alcalá, I et al. 16.12.2008, páginas 1-13. [en línea][recuperado el18.05.2010]. Recuperado de Internet: <URL: http://www.uco.es/congresos/NANO- UCO/uploads/1/0/3/0/10304/o-5\_immaculada\_sanchez. * |
| Nanosiderita eficaz para prevenir la deficiencia de hierro en plantas cultivadas en suelos calcáreos. Sánchez-Alcalá, I et al. 16.12.2008, páginas 1-13. [en línea][recuperado el18.05.2010]. Recuperado de Internet: <URL: http://www.uco.es/congresos/NANO- UCO/uploads/1/0/3/0/10304/o-5_immaculada_sanchez. * |
Also Published As
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|---|---|
| ES2343160B1 (es) | 2011-07-21 |
| WO2010076353A1 (es) | 2010-07-08 |
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