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cuales son las aplicaciones de los isotopos en la agricultura?

por Marcepineda

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Myav17 respondió

los abonos es de gran importancia, ya que éstos no sólo son costosos, sino que el uso inadecuado o excesivo de los mismos puede perjudicar al medio ambiente. Es pues esencial que sea absorbido por las plantas la máxima cantidad posible de abono aplicado, a la vez que la proporción de abono que se pierda, sea la mínima posible.

 

 

En el área de la agricultura los isótopos, como N15 y C13, tienen un especial interés científico, debido a su participación en la dinámica de los cultivos y el crecimiento de las plantas. 

 

El carbono es el principal constituyente de la materia orgánica del suelo y el nitrógeno es un nutriente indispensable para las plantas. Por esta razón científicos del Laboratorio de Isótopos Estables del Centro Internacional de Agricultura Tropical, CIAT, realizan el estudio de estos elementos a través del espectrómetro de masas, un aparato que se utiliza para determinar las cantidades presentes de isótopos en muestras vegetales. 

En este sentido, una de las aplicaciones más importantes tiene que ver con el establecimiento de la fijación de nitrógeno por plantas leguminosas, quienes tienen la capacidad de asociarse con unas bacterias que habitan en el suelo, captan nitrógeno atmosférico y se lo pasan a la planta. 

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Lindac100xCiento respondió

Aplicaciones de los radioisótopos en agricultura. Una de las aplicaciones más importantes de los radioisótopos en agricultura consiste en producir modificaciones genéticas. Mediante el empleo de radiaciones beta, y sobre todo gamma (v. RADIACTIVIDAD), se han originado una serie de mutaciones en diversos vegetales, con lo que se han logrado variedades dotadas de propiedades especiales (V. GENÉTICA I).
En el campo de experimentación del Laboratorio Nacional de Brookhaven, en Long Island (USA), se disponen las plantas en círculos concéntricos, alrededor de una fuente de cobalto radiactivo que emite radiación gamma. Puesto que la intensidad de la radiación decrece con la distancia, las mutaciones producidas son variables, tanto más atenuadas cuanto mayor sea el radio del círculo. Por este procedimiento se han producido variedades nuevas con mayor concentración de clorofila, más resistentes a ciertos hongos patógenos, mejor adaptadas a suelos pobres, etc. Una conquista importante ha sido la obtención de variedades de maduración temprana, así como la de otras de mayor riqueza en semillas. Se han obtenido coloraciones más intensas en cierta clase de manzanas y peras con una forma diferente de la habitual; trigo y avena con alta resistencia a los hongos, etc. Se piensa en la obtención de variedades de plantas que se adapten a las regiones polares, lo que supondría una conquista importante para la humanidad.
Se trata en definitiva de «modernizar», mediante mutaciones inducidas por las radiaciones, las especies vegetales haciéndolas más útiles al hombre. El procedimiento requiere encontrar la dosis de radiación exacta para producir la variedad útil y no una variedad monstruosa u originar la muerte del vegetal. En general, las radiaciones ionizantes son demasiado toscas para el delicado mecanismo cromosómico y por este motivo algunos genetistas consideran que esta técnica es equivalente a la que supondría arreglar un reloj con un martillo de carpintero. El encontrar la dosis adecuada es un problema de repetidos ensayos y tanteos. La respuesta de las distintas plantas es diferente e incluso la sensibilidad de las células depende de la fase en que se encuentren.
Otra aplicación importante de los radioisótopos ha permitido conocer con detalle una de las síntesis más importantes: la fotosíntesis (v.). Este proceso ha podido ser estudiado con detalle gracias al uso de carbono radiactivo, es decir, el C-14, que se suministra a las plantas en forma de C02. También se ha utilizado oxígeno radiactivo y se ha demostrado que todo el oxígeno puesto en libertad en el proceso de fotosíntesis procede del agua. Se han realizado asimismo experiencias con cloroplastos, obtenidos a partir de células de plantas, y se ha llegado a la misma conclusión.
Siguiendo una técnica semejante a la indicada para el carbono y oxígeno se ha podido estudiar el itinerario biológico de los principales elementos. Utilizando fósforo-32, p. ej., es posible conocer los problemas referentes a la absorción de fósforo por las plantas a partir del suelo. El fósforo interviene en la estructura de moléculas complejas, entre las que se encuentran los ácidos nucleicos; también integra compuestos inestables que juegan un papel importante en los tejidos meristemáticos. Se puede demostrar la alta concentración de fósforo existente en las semillas. La mayor demanda de fósforo se presenta en las yemas y raíces, donde las células se encuentran en activa división.
El uso de fosfatos marcados (con P-32) sirve para conocer en qué época tiene la planta mayores necesidades de fósforo, bajo qué forma es más efectivo el abono, profundidad óptima en relación con las raíces, tamaño más conveniente del granulado, etc. Todos estos conocimientos significan una mayor eficacia en el abonado, con la consiguiente economía y aumento de cosecha.
La cantidad de fósforo radiactivo incorporado al fertilizante es muy pequeña, ya que su único fin es servir de trazador y, por consiguiente, no cabe pensar que la radiación pueda afectar al metabolismo de la planta.
La absorción de fertilizantes foliares se ha estudiado detenidamente gracias al uso de radioisótopos, en especial P-32 y K-42. El calcio radiactivo ha permitido conocer que el calcio se absorbe también a través de las hojas, pero presenta pequeña movilidad y no alcanza las raíces, a diferencia del fósforo y potasio. En determinados periodos, como en la floración y formación del fruto, la demanda de nutrientes es considerable y se puede complementar a través de las hojas el suministro procedente del suelo (V. ABONOS Y FERTILIZANTES I).
Los radioisótopos en la lucha contra las plagas. Las pérdidas que cada año ocasionan las plagas en las cosechas mundiales se estiman en un 30% de la cosecha anual. Para combatir con eficacia una plaga es necesario conocer con detalle su ciclo biológico. En el caso de las plagas de insectos, p. ej., se procede a marcarlos con un radioisótopo, frecuentemente cobalto-60, y de este modo se les localiza fácilmente. Incluso se puede detectar la presencia de larvas «marcadas», situadas a varios centímetros por bajo de la superficie del suelo. Veinte milicurios de cobalto-60 es una cantidad adecuada para marcar un insecto. A fin de que el cobalto-60 no se, elimine del interior del cuerpo del insecto se suele envolver la pequeña aguja de cobalto con una delgada cubierta de oro.

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