Efecto directo e indirecto del exceso de hierro (Fe) disponible en el suelo sobre el desempeño del cultivo de Lepidium meyenii Walp. (maca)

Abstract

Las propiedades físico-químicas y biológicas del suelo (disponibilidad de nutrientes, pH, composición de la microbiota de la rizósfera, entre otros) afectan el rendimiento de los cultivos [1, 2, 3]. El hierro (Fe) es un micronutriente que regula funciones críticas de las plantas [4]. Sin embargo, el incremento del Fe disponible en el suelo, causado generalmente por el aumento de la acidez en este [11], puede reducir el rendimiento de cultivos afectando directamente el crecimiento o la supervivencia de las plantas [5,6], o indirectamente al favorecer el incremento de microorganismos patogénicos (sobre benéficos) en la microbiota de la rizósfera [7]. Lepidium meyenii Walp. (maca) es un cultivo alto-andino nativo del Perú, reconocido por sus propiedades alimenticias y farmacológicas. Sin embargo, su resiembra consecutiva (2 a 3 campañas) reduce el rendimiento del cultivo, obligando a los agricultores a abandonar los terrenos por más de 10 años [16,22]. En China, suelos resembrados consecutivamente con maca registraron acidificación (aunque ligeramente) y cambios en la composición de la microbiota [8]. En Perú, la resiembra del suelo con maca se correlacionó con el incremento marcado de la acidez (pH < 5) y del Fe disponible (Gonzáles, datos no publicados), registrándose incluso concentraciones consideradas fito-tóxicas en otros cultivos (> 300 ppm de Fe) [9, 11]. Actualmente, se desconocen los factores que explicarían la reducción del rendimiento del cultivo de maca; particularmente, no se ha investigado el posible rol del incremento del Fe disponible sobre los cambios en la calidad del suelo. En este trabajo, proponemos indagar si la resiembra consecutiva con maca aumenta la concentración del hierro disponible en el suelo y si dicho incremento reduce directa (toxicidad) o indirectamente (recambio en microbiota de suelo) el rendimiento del cultivo de L. meyenii.

The physical-chemical and biological soil properties (availability of nutrients, pH, rhizosphere microbiota, among others) affect crop yield [1, 2, 3]. Iron (Fe) is a micronutrient that regulates critical functions in plants [4]. However, the increase of Fe availability in the soil, generally caused by the increase in soil acidity [11], can reduce crop yield by directly affecting plant growth or survival [5,6], or indirectly by favoring the increase of pathogenic microorganisms (over beneficial) in the rhizosphere microbiota [7]. Lepidium meyenii Walp. (maca) is a high-Andean crop native to Peru, recognized for its nutritional and pharmacological properties. However, its consecutive production (2 to 3 seasons) reduces crop yield, forcing farmers to abandon the land for more than 10 years [16,22]. In China, soils consecutively replanted with maca recorded acidification (albeit slightly) and changes in microbiota composition [8]. In Peru, soils replanted with maca were correlated with a marked increase in acidity (pH <5) and available Fe (Gonzáles, unpublished data), even registering concentrations considered phyto-toxic for other crops (> 300 ppm of Fe) [9, 11]. Currently, the factors that would explain the reduced yield of maca crops are unknown; particularly, the possible role of the increase in Fe availability in changes of soil quality has not been investigated. In this work, we propose to investigate whether consecutive replanting with maca increases the concentration of available iron in the soil and whether this increase directly (toxicity) or indirectly (turnover in soil microbiota) reduces the yield of L. meyenii crops.