DETERMINACIÓN DE FOSFITO Y FOSFATO EN FUENTES DE FOSFITO: RELEVANCIA EN LA RESPUESTA Y DESARROLLO VEGETAL

Abstract

El uso de fosfitos en la agricultura mundial es de larga data. En Chile, su utilizaciónse remonta posiblemente a los últimos 30 años, sin embargo es en la última década cuando su uso se ha masificado.El fosforo (P) es un elemento esencial requerido por todos los organismos vivos. El P cuando se oxida completamente, el P se une a 4 átomos de hidrogeno para formar laconocida molécula de fosfato (Pi). Sin embargo cuando no se oxida completamenteun átomo de hidrogeno ocupa el lugar del oxigeno y la molécula resultante sedenomina fosfito (Phi). Este aparentemente simple cambio en la estructura molecularcausa diferencias significativas que influencian la solubilidad relativa del material yafectan la absorción y metabolismo de las plantas (C.J.Lovatt, y R.L.Mikkelsen)La composición química de un Pi es muy parecida a una roca; de hecho, lostradicionales abonos de P son manufacturados a partir de yacimientos minerales ydeben ser administrados en grandes cantidades para obtener un buen resultado. Larazón es porque el Pi es muy estable. Por lo que de un modo u otro, a la planta le llegamuy poca cantidad de la que aplicamos al suelo.En relación al Phi hay controversia en cuanto a sus efectos, el ión Phi penetrafácilmente en la planta y es sistémico por lo que facilita la distribución de loselementos nutrientes a los que está unido químicamente, sin embargo, para Marschner1995, MacIntire 1950, McDonald et al. (2001), no son aprovechables directamentepor las plantas y que más bien requieren de un proceso de oxidación previo para quesu absorción y aprovechamiento por la planta, realmente ocurraActualmente existen muchos proveedores que venden sus productos apoyados enescasa información en términos de contenidos reales de Phi y sus efectos sobre loscultivos, es por ello que se plantearon dos procedimientos de evaluación por mediode espectofotometría, realizando primero la oxidación de Phi a Pi, utilizandopermanganato de potasio (KMnO4) como agente oxidante. La posterior determinaciónse realizó mediante 'colorimetría' de acuerdo al método de azul de molibdenodeterminando la absorbancia de las muestras en un espectrofotómetro de absorciónmolecular (HACH mod. DR5000).Adicional a la determinación de Phi para control de calidad de productos, se evaluólos efectos de diferentes fuentes de P (Phi, Pi, combinación y asociación con unnanomaterial) en cultivo de ballica sobre la producción de materia seca, concentraciónde P, y eficiencia de uso de P bajo condiciones de invernaderoDe la metodología analítica propuesta es posible concluir que ambos procedimientosestimaron adecuadamente los valores “verdaderos” de las soluciones de prueba(muestras fortificadas a concentraciones de 50 y 100 ppm de P-PO3), sin embargo,para las determinaciones en muestras comerciales de Phi, asumiendo que los valoresreportados en la etiqueta son reales, el procedimiento 1 es el que mas se ajusto a losvalores declarados. Ambos métodos podrían ser usados para determinar Phi enproductos comerciales, con limites de detección (LOD) de 0.71 y 2.14, para metodo1 y 2, respectivamente; y con porcentajes de recuperación entre 94.5 y 101.2%.considerando en ambos casos la necesidad de dilución de las muestras con mayorcontenido de P.El efecto en los rendimientos, medidos como producción de materia seca total (MST),fue independiente de la dosis y de las fuentes de P, diferenciándose de los testigos, siendo mejor el tratamiento en base a Pi a la dosis más baja. Los tratamientos en basea Phi tuvieron movilidad y aumentaron la disponibilidad de P, observándose paraestos las mejores extracciones de P, lo cual se ve reflejado en una mejor eficiencia derecuperación (EFR), pero esto no impacto necesariamente en los rendimientos (comoMST), lo cual se aprecia en las eficiencia agronómica, donde no hubo diferencias parala fuente de P utilizada pero si para la dosis aplicada, siendo la dosis más baja la quepresento mejores eficiencias.Los nanomateriales causaron fitotoxicidad inicial, que se vio reflejada en una menorMS aérea, pero luego desaparece, no se diferenciaron del testigo para la eficiencia derecuperación, y la eficiencia agronómica no fue superior al resto de los tratamientos,solo se pudo observar que para N-Pi presento eficacia fisiológica similar a lostratamientos de Pi en ambas dosis.In the world of agriculture is known that he use of phosphites has being from a longstanding. In Chile the use of it, dates back to 30 years now, but is that in the lastdecade, which its use has being massified.Phosphorus (P) is an essential element require by all living organisms. When it istotally oxidized, the atom of P bonds with 4 hydrogen atoms and forms a Phosphate(Pi) molecule. But, when it doesn’t make a complete oxidative form, one atom ofhydrogen takes place instead of Oxygen and the resultant molecule is called phosphite(Phi). This apparently simple change in the molecular structure causes significantdifferences that influence in the relative solubility of the material and affects theabsorption and metabolism of the plants. (C. J. Lovatt, and R. L. Mikkelsen).The chemical composition of phosphite is very similar to a rock, in fact, the traditionalfertilizer of P are produced from initial mineral deposits and they should beadministrate in big amounts to obtain optimal results. The reason for this is that asPi is a very stable molecule and, from the entire Pi applies to soil, only a few amountof it is absorbed by plants.The effects produced by Pi are questioned because Pi ion is easily absorbed by theplant, and as it is distribute in a systemic way, and the distribution of the elements(nutrients), chemically attached to it, are easier to be absorbed. However to Marschner1995, MacIntire 1950, McDonald et al. (2001), those nutrients are useless to the plant,the P needs a previous oxidative process so the plant really use those nutrients.In these days many of the actual providers of phosphites, sell their products base onfew information about the real amount of Pi contents and the effects on the crops.Knowing that now, there are two evaluation procedures based on photometricspectrum, First, turning Phi into Pi by using potassium permanganate (KMnO4) as a oxidative agent. The second determination was made based on colorimetry, a methodin which blue molybdenum is used, analyzing the spectrum absorbency of thesamples, with a spectrophotometer of molecular absorvancy (HACH mod. DR 5000).In addition to the determination of Phi for quality control of products, it was evaluatedthe effects of different sources of P (Phi, Pi, a combination of both, and in anassociation with nanomaterial) was evaluated on ryegrass crops, based on theproduction of dry material, P concentration and the efficiency of the use of P undergreenhouse conditions.It is possible to make a conclusion from the analytical method that both proceduresestimate in an adequate way the real values of the test solutions (fortified samples ofconcentrations of 50 and 100 ppm of P-PO3), however, for the determination of Phiin commercial samples (assuming that the reported values are correct), the firstmethod is the one that better adjust to the declare values. Both methods could be usedto determine Phi in commercial products, with limits of detection (LOD) the amountof 0.71 and 2.14 in each case, and a 94.5% and 101.2% of recovery, considering inboth cases, the need of dilute the samples that have more P in it.The effects in the efficiency, measured as a total dry material (TDM) production, wasindependent on the dose and on the P sources, differentiating on the witness, beingthe one with a base of Pi with the lowest dose, the best treatment. The ones based onPhi they have movability and increase the availability of P, observing for these thebest extractions of P being reflected as a better recovery efficiency without affectingthe yield (as TDM) that is seeing reflected in agronomic efficiency where there wasno differences in the P source used, however, there was a difference for the differentdose applied being the lowest dose applied, the one that shows more efficiency.There was an initial phytotoxicity caused by the nanomaterials, that was reflected ina less air dry material, that disappear afterwards, there was no difference from thewitness for recovery efficiency and the agronomic was neither superior by the rest ofthe treatments, it could only be observed that for N-Pi the physiological efficiencywas similar to the treatments of Pi in both doses.