L’acidificació de la rizosfera i el concepte de redox

Per Gemma Comella. A partir dels butlletins de La Vache Heureuse núm. 4, 69, 70 i 71

Aquest contingut format part dels butlletins de l’agricultura del sòl viu

Ja hem fet esment en butlletins anteriors de la importància que té el pH del sòl i el pH de la rizosfera (zona de contacte del sòl amb la superfície de les arrels) en l’absorció de nutrients per part de la planta. I també hem parlat de la importància que té una bona nutrició de la planta en la seva salut, la qual cosa ens fa estalviar molts fungicides i insecticides. Doncs bé, en aquest article intentarem aclarir els conceptes esmentats i n’introduirem un de nou: el redox.

Nocions d’òxid-reducció i pH

Les reaccions d’òxid-reducció o redox són la base de la conversió de l’energia química en energia elèctrica i viceversa, i en elles hi ha una transferència d’electrons entre les parts. Com en una bateria de tractor, com més electrons fàcilment disponibles contenen els teixits de les plantes, major nivell d’energia hi ha, i major potencial redox. I això és el que mesura el potencial redox, que es simbolitza per les lletres Eh i es mesura en mil·livolts (mV). En el món de la biologia, l’hidrogen (H+) és el portador d’energia i l’oxigen és l’alliberador d’energia.

D’altra banda, tenim el concepte del pH, o potencial d’hidrogen, que expressa el grau de concentració d’ions d’hidrogen (H+) que conté una solució aquosa. Si n’hi ha molts, el medi serà àcid; i si n’hi ha pocs, el medi serà bàsic o alcalí.

ph-àcid-neutre-bàsic

Per saber si la planta es troba en bones condicions, el pH és un bon indicador, i si a més hi afegim el potencial redox, n’obtenim una visió més completa. Són un tàndem indissociable.

El pH de les arrels

En general, els nostres sòls a Catalunya són més aviat bàsics o neutres, i només en algunes zones hi trobem sòls agrícoles àcids. Ara bé, les arrels fan de les seves per a modificar aquest pH a les arrels, que és on té lloc l’intercanvi de nutrients (tot seguit veurem el perquè).

Se sap que les lleguminoses produeixen amoníac (NH3) dins els nòduls de les seves arrels, la qual cosa els confereix un pH radicular d’entre 4 i 5 (àcid). En canvi, el pH radicular de les gramínies i altres plantes que tampoc són capaces d’assimilar el nitrogen (N) aeri, varia en funció de la forma de nitrogen absorbit.

És a dir, el pH de les arrels canvia segons la forma de nitrogen que els aportem.

acidificació de la rizosfera de les arrels del gira-sol

Acidificació de la rizosfera de les arrels del gira-sol en funció de la forma de nitrogen aportada com a nutrient. El color clar indica acidificació (Font: Jeremy Jean-guy Cottes, 2019)

A la imatge de l’esquerra podem veure com amb una aportació de nitrats el pH de la rizosfera no canvia. A la dreta, en canvi, observem que amb una aportació de nitrogen amoniacal la rizosfera s’acidifica (el pH baixa).

Cada vegada que treballem el sòl (ni que sigui de manera superficial), l’entrada d’oxigen afavoreix una mineralització ràpida de la matèria orgànica del sòl, perquè el carboni i el nitrogen del sòl es combinen amb l’oxigen i produeixen nitrats i CO2. Aquesta reacció dificulta l’acidificació del pH de les arrels. El procés també té a veure amb el redox, que explicarem més endavant; primer acabarem de veure la importància del pH.

Assimilació dels nutrients en un sòl viu

El rang de pH òptim per a l’assimilació dels nutrients per part de la planta es troba entre 5 i 6,5.

Relació entre els valors de pH en sòls orgànics i la disponibilitat de nutrients per la planta.
Font: R.E. Lucas, i J.F. Davis, 1961.

Així doncs, sembla interessant de fer aportacions de nitrogen amb aquestes formes que sabem que acidifiquen la rizosfera. De fet, a la natura, les plantes absorbeixen el nitrogen en les formes següents:

  • Aminoàcids i urea que es produeix de forma natural amb la degradació de les restes de fulles i altres parts vegetals quan cauen al sòl.
  • Amoníac producte de la mineralització de la urea.
  • Amoníac fruit de les nodositats de les lleguminoses.
  • Amoni NH4+.

Totes aquestes formes nitrogenades són favorables a una acidificació de la rizosfera. En canvi, tal com hem vist en la segona figura, l’aportació de nitrats, que és el que normalment s’aplica en agricultura convencional per fer un adobat, no produeix aquesta variació del pH, i per tant no afavoreixen l’activitat microbiològica i, per tant, tampoc l’absorció de la resta de nutrients.

L’òxid-reducció en els nostres cultius

Una planta amb bona salut es desenvolupa i es manté sana al llarg de la seva vida si pot mantenir un bon nivell energètic, que podem mesurar globalment per una riquesa en electrons fàcilment disponibles i que anomenem potencial redox.

Font: La Vache Heureuse, news núm. 70

Quan l’entorn i la planta estan massa oxidats (hi ha massa molècules lliures d’oxigen que s’alien amb molècules d’hidrogen i no deixen electrons lliures) vol dir un redox alt i no gaire energia: la planta mobilitza la seva energia prioritàriament per a mantenir els seus equilibris químics i no es permet desenvolupar-se si no té un suplement d’energia.

Quan l’entorn i la planta estan en un estat massa reduït (no oxidat), en canvi, té energia (redox baix), però no té oxigen per a consumir aquesta energia (ja que es troba en estat d’asfíxia).

És doncs en un equilibri entremig on la planta es troba millor, així com passa amb el pH, ho recordeu?

La recàrrega en energia de la planta es fa gràcies a la fotosíntesi, és clar! Amb l’energia del sol, la planta trenca la molècula de l’aigua (H2O), recupera l’hidrogen (H+) i allibera l’oxigen (O2) com a residu. Vet ací l’essencial de l’òxid-reducció!

En propers butlletins veurem la influència de les pràctiques culturals sobre el redox, sobre la salut de les plantes i sobre l’emergència de les herbes al camp.

Si vols rebre els butlletins de l’agricultura del sòl viu, inscriu-te a https://associaciolera.org/esfera/butlleti_sol_viu/