Nuevas técnicas de predicción y corrección de la clorosis férrica en suelos calcáreos: reflectancia difusa, sales de hierro y cubiertas con gramíneas

Abstract

La clorosis férrica es uno de los mayores problemas nutricionales que plantas como el olivo, la vid, los cítricos o la fresa pueden sufrir al ser cultivados en suelos calcáreos. El principal síntoma de la clorosis férrica es un amarilleamiento internervial de las hojas más jóvenes y una disminución del crecimiento. El pH básico de estos suelos, el contenido en carbonatos y arcilla, o las formas de hierro (Fe) predominantes en el suelo son los factores principales que influyen en el desarrollo de dicha deficiencia. Hasta ahora, para predecir el poder inductor de clorosis férrica que tienen los suelos hay que medir en el laboratorio las propiedades que determinan tal deficiencia; sin embargo, a menudo son lentas y costosas. Por ello, la primera parte de esta tesis doctoral (capítulos II y III) pone de manifiesto la utilidad de nuevas técnicas de predicción basadas en la espectroscopía de reflectancia difusa (ERD) y los espectros característicos de los suelos en la región del ultravioleta, visible e infrarrojo. En el capítulo II se evalúa la eficacia de la ERD para estimar la concentración de distintos componentes del suelo y de tres índices de estabilidad (porcentaje de agregados estables al agua, diámetro medio de los agregados y arcilla dispersable al agua) en suelos de la región mediterránea para predecir la susceptibilidad a la escorrentía y erosión. Para ello se seleccionaron 80 suelos y se tomaron sus espectros con distintos espectrofotómetros (Cary 5000 UV–Vis–IR, Foss NIR 6500 y Tensor 27 MIR) e intervalos espectrales (ultravioleta, visible, infrarrojo cercano e infrarrojo medio). En el análisis quimiométrico se realizó una validación cruzada con el programa Unscrambler. La ERD resultó ser una técnica útil para estimar algunas propiedades del suelo y para clasificar zonas de acuerdo a la estabilidad de los agregados y por lo tanto a la susceptibilidad a la erosión. Una vez demostrada la eficacia del uso de esta técnica en suelos, en el capítulo III se utiliza para predecir aquellas propiedades que influyen en la clorosis férrica como son el contenido en carbonato cálcico equivalente (CCE), de arcilla y Fe extraído con oxalato amónico (Feox). En este caso se seleccionaron 331 muestras de suelo y se obtuvieron las calibraciones mediante validación externa usando tres espectrofotómetros (Cary 5000 UV–Vis–NIR, ASD Labspec Vis–NIR y Tensor 27 MIR) y el programa ParLeS. Este trabajo demostró el potencial de la ERD usando las regiones del visible e infrarrojo para un análisis eficiente de las propiedades, adquirir información y detectar el riesgo de clorosis férrica en los suelos...

Iron chlorosis is one of the main nutritional problems plants such as olives, grapevine, citrus or strawberry can experience when grown on calcareous soils. This deficiency is characterized by interveinal yellowing of the youngest leaves and reduced growth, and is influenced by the alkaline pH of these soils, their carbonate and clay contents, and the dominant forms of iron (Fe) present. So far, the chlorosis-inducing power of soils has been predicted by identifying soil properties that are directly related with the risk of Fe chlorosis via laboratory analyses which are slow and expensive. The first part of this doctoral dissertation (Chapters II and III) focuses on the search for new prediction techniques based on diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and the characteristic spectra of soils in the ultraviolet, visible and infrared regions. Chapter II deals with the the usefulness of DRS for estimating the concentrations of various soil components and three stability indices (viz., proportion of water-stable aggregates, mean weighted aggregate diameter and water dispersible clay) with a view to predicting susceptibility to runoff and erosion in the Mediterranean region. To this end, 80 soils were analysed spectroscopically with various spectrophotometers (Cary 5000 UV–Vis–IR, Foss NIR 6500 and Tensor 27 MIR) in different spectral regions (UV, visible, near infrared and mid infrared). Data were subjected to chemometric analysis with cross-validation by using the software Unscrambler. DRS proved a useful tool for estimating soil properties and classifying areas according to aggregate stability —and hence erodibility. Chapter III is devoted to the prediction of soil properties related with the risk of Fe chlorosis (calcium carbonate equivalent, clay content and extractable oxalate Fe, among others). A total of 331 soil samples were used to construct calibration curves by external validation; three different spectrophotometers (Cary 5000 UV–Vis–NIR, ASD Labspec Vis–NIR and Tensor 27 MIR) and the software ParLeS were used for this purpose. The results testified to the potential of DRS in the visible and infrared regions for accurate analysis of soil properties, acquisition of useful information and identification of the risk of iron chlorosis in soil...