Técnicas nucleares en agricultura.

Fertilidad de suelos, riego y producción agrícola.

Los radisótopos y los isótopos estables se utilizan para detectar, medir, o seguir el destino final de los
fertilizantes aplicados al suelo, así como para determinar la disponibilidad de nutrientes del suelo, y su
uso en las plantas. Las técnicas nucleares también se han empleado para determinar la humedad del suelo.
y los isótopos estables, para evaluar el proceso natural de fijación del nitrógeno y así mejorarlo.
El examen de los problemas inherentes a la intensificaciónde los cultivos y a las mayores presiones
que se ejercen sobre los escasos recursos de que se dispone en tierras agrícolas y forestales, ha puesto en
claro que el nitrógeno es un elemento indispensable para atender en el futuro inmediato a las necesidades
mundiales de alimentos, pienso, combustible y fibras. En consecuencia, a menudo se hace necesaria
la aplicación de fertilizantes nitrogenados para obtener los niveles de producción agrícola deseados.
Con todo, los estudios han indicado que los cultivos sólo asimilan una parte del fertilizante aplicado
al suelo y que el nitrógeno propio del suelo y el nitrógeno utilizado como fertilizante escapan en crecientes
cantidades al medio ambiente como contaminantes, según los métodos de fertilización adoptados.
La entrada de los compuestos nitrogenados en la tierra y las aguas superficiales contamina el agua
potable y provoca la eutrofización de las masas de agua interiores. La liberación de compuestos de
nitrógeno gaseoso también repercute negativamenteen el medio ambiente mediante procesos químicos y
microbiológicos como la volatilización del amoníaco,la formación de óxidos de nitrógeno, y la
desnitrificación. Estos problemas exigen que se haga un uso eficaz de los fertilizantes en la producción
agrícola, sobre todo de los fertilizantes nitrogenados.a fin de reducir al mínimo las repercusiones ambientales.
El nitrógeno 15, uno de los isótopos estables, ha resultado ser un instrumento muy útil para estudiar
cuantitativamente el comportamiento y las transformaciones de los fertilizantes nitrogenados en el
medio ambiente, y detectar sus residuos en los sistemas agroecológicos. Los Laboratorios de Seibersdorf
han desempeñado un papel primordial en los programas coordinados de investigación sobre el uso
eficaz de los fertilizantes en los cultivos de cereales mediante la elaboración de técnicas isotópicas adecuadas, el suministro de servicios analíticos y la transferencia de esta tecnología por medio de la
capacitación científica. La adopción de mejores métodos de fertilización permite utilizar menos fertilizantes para producir el mismo volumen de alimentos. En muchos países esto se ha traducido en un ahorro de muchos millones de dólares anuales y en la disminución de los niveles de nitrógeno en el medio ambiente.
Las técnicas basadas en el nitrógeno 15 también han demostrado ser una ayuda indispensable para
comprobar los cambios registrados en el nitrógeno disponible en el suelo y evaluar sobre el terreno las
pérdidas por desnitrificación y la fijación biológica del nitrógeno. En los Laboratorios de Seibersdorf se elaboraron gran parte de los métodos basados en el uso del nitrógeno 15 para evaluar la cantidad de nitrógeno fijado biológicamente en leguminosas cultivadas sobre el terreno, métodos éstos que se han adaptado posteriormente a otros sistemas de fijación del nitrógeno. Las actividades de investigación en curso están destinadas a maximizar el uso de esta otra fuente de nitrógeno suplementaria en varios sistemas agrícolas,incluida la agricultura forestal. Las plantas fijadoras de nitrógeno utilizan el nitrógeno presente en grandes cantidades en la atmósfera mediante un proceso en que interviene indirectamente la energía solar.
Este proceso es más seguro desde el punto de vista medioambiental y no entraña los riesgos de contaminación asociados con el uso indiscriminado de fertilizantes químicos .En el futuro se prevé utilizar técnicas isotópicas para estudiar el ciclado de los nutrientes (sobre todo, el nitrógeno y el fósforo) en determinados sistemas agroforestales.

Los helechos catapultan sus esporas a 10 metros por segundo.

15 de Marzo, 2012.

Un grupo internacional desgrana la manera en que los helechos dispersan sus células para reproducirse. Los resultados demuestran la importancia del tiempo en la precisión de los disparos.

Del mismo modo que los soldados medievales utilizaban la catapulta para derribar murallas y conquistar nuevas tierras, los helechos (Pteridophyta) catapultan sus esporas con lanzamientos que alcanzan los 10 metros por segundo. Un grupo internacional de científicos publica esta semana en Science la “belleza de este mecanismo de dispersión”.

“Otras plantas y hongos han desarrollado muchas estrategias para expulsar esporas, pero los helechos son únicos”, explica a SINC uno de los autores del estudio, Xavier Noblin. El investigador se sorprende “en el sentido de que la naturaleza ha hecho un trabajo buenísimo en la explotación de tantas leyes físicas diferentes”, y añade: “La evaporación y la deformación elástica son comunes, pero la dinámica poroelástica es más sutil. Los humanos tenemos grandes dificultades para manipular presiones tan negativas y, en el momento preciso, generar una burbuja de cavitación, tal y como lo hace el esporangio del helecho”.

Las esporas reproductivas de las plantas y los hongos son cápsulas llenas de vida que, a través del viento y las corrientes de aire, se diseminan en el ambiente. La presión de la selección natural ha perfeccionado estos mecanismos. En el caso del helecho, el tiempo de cierre de la catapulta es crucial para lanzar estas células a velocidades superiores.

A nivel microscópico, las esporas se organizan en anillos de una docena de células aproximadamente. Cuando pierden agua por evaporación, se abren al secarse y la tensión del  engrosamiento radial de las paredes lanza las esporas de una manera similar a la de una catapulta. La investigación compara este proceso de colapso interno con “la extensión de un acordeón en las manos de un músico”.

A diferencia de la estructura de las catapultas humanas, el sistema de lanzado de las esporas del helecho no tiene larguero que detenga el movimiento a mitad de camino.   Ahora, la investigación desvela por qué el helecho no lanza su munición al suelo. El secreto está en la estructura espumosa de la pared del anillo, que lleva dos escalas de tiempo diferentes, debido a la elasticidad y la disipación.

En la primera etapa de cierre, la energía elástica almacenada en la pared del anillo se convierte en energía cinética en solo unas pocas decenas de microsegundos. El flujo de agua a través de los pequeños poros en la pared constituye la segunda escala. En este caso, mucho más larga, de decenas de milisegundos.

La diferencia entre estas dos escalas de tiempo provoca el frenazo brusco de la catapulta a mitad del recorrido, lo que permite que las esporas se expulsen a una velocidad de más de 10 metros por segundo.

 http://www.agenciasinc.es