Sustancias húmicas artificiales como portadoras sostenibles de manganeso: Desarrollo de un nuevo microfertilizante biológico
Autores: Volikov, Alexander; Schneider, Helen; Tarakina, Nadezda V.; Marzban, Nader; Antonietti, Markus; Filonenko, Svitlana
Idioma: Inglés
Editor: Vijai Kumar Gupta
Año: 2024
Acceso abierto
Sustancias húmicas artificiales como portadoras sostenibles de manganeso: Desarrollo de un nuevo microfertilizante biológico
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Citaciones: Biofuel Research Journal Vol. 11 Núm. 1
Este estudio presenta una nueva estrategia para la producción de fertilizantes sostenibles de manganeso basada en sustancias húmicas artificiales (AHS). Las AHS con diferentes concentraciones de manganeso (020 %) fueron sintetizadas a partir de corteza de álamo mediante tratamiento hidrotérmico en condiciones alcalinas.
En la formulación con 20 % de manganeso, la interacción entre el manganeso y las AHS provocó una reducción en la solubilidad del carbono orgánico (de 25,2 % a 12,3 %) y del peso molecular promedio de los ácidos húmicos (de 11,6 a 3,9 kDa), lo que sugiere una unión preferencial del manganeso con las fracciones de mayor peso molecular. En cambio, la formulación con 5 % de manganeso logró una carga óptima de este micronutriente sin comprometer significativamente la solubilidad de las AHS (19,4 %).
Los análisis estructurales revelaron solo cambios menores en las AHS en presencia de manganeso, lo que indica que se conservaron los fragmentos estructurales principales. Las caracterizaciones estructurales, morfológicas y espectroscópicas confirmaron la formación de complejos amorfos de manganeso dentro de la matriz de las AHS, con el manganeso mayoritariamente en el estado de oxidación Mn(II), que es fácilmente absorbido por las plantas.
Los bioensayos demostraron una mayor absorción de manganeso en plantas con la aplicación de AHS con 5 % de Mn en comparación con MnCl₂ solo (64 mg/kg vs. 40 mg/kg en biomasa seca de pepino). Sorprendentemente, las AHS no modificadas, a mayores concentraciones (50 mg/L), promovieron aún más la absorción de manganeso (67 mg/kg) y hierro (hasta 209 mg/kg), lo que resalta el potencial de las AHS para facilitar el transporte de metales en sistemas agrícolas.
Este estudio presenta una nueva estrategia para la producción de fertilizantes sostenibles de manganeso basada en sustancias húmicas artificiales (AHS). Las AHS con diferentes concentraciones de manganeso (020 %) fueron sintetizadas a partir de corteza de álamo mediante tratamiento hidrotérmico en condiciones alcalinas.
En la formulación con 20 % de manganeso, la interacción entre el manganeso y las AHS provocó una reducción en la solubilidad del carbono orgánico (de 25,2 % a 12,3 %) y del peso molecular promedio de los ácidos húmicos (de 11,6 a 3,9 kDa), lo que sugiere una unión preferencial del manganeso con las fracciones de mayor peso molecular. En cambio, la formulación con 5 % de manganeso logró una carga óptima de este micronutriente sin comprometer significativamente la solubilidad de las AHS (19,4 %).
Los análisis estructurales revelaron solo cambios menores en las AHS en presencia de manganeso, lo que indica que se conservaron los fragmentos estructurales principales. Las caracterizaciones estructurales, morfológicas y espectroscópicas confirmaron la formación de complejos amorfos de manganeso dentro de la matriz de las AHS, con el manganeso mayoritariamente en el estado de oxidación Mn(II), que es fácilmente absorbido por las plantas.
Los bioensayos demostraron una mayor absorción de manganeso en plantas con la aplicación de AHS con 5 % de Mn en comparación con MnCl₂ solo (64 mg/kg vs. 40 mg/kg en biomasa seca de pepino). Sorprendentemente, las AHS no modificadas, a mayores concentraciones (50 mg/L), promovieron aún más la absorción de manganeso (67 mg/kg) y hierro (hasta 209 mg/kg), lo que resalta el potencial de las AHS para facilitar el transporte de metales en sistemas agrícolas.