INTRODUCCIÓN

Las malezas necesitan ser controladas para mantener la productividad agrícola en niveles viables en su contexto socioeconómico (^{Westwood et al., 2018}). Los herbicidas sintéticos, siendo todavía eficaces en el aumento de los rendimientos de los cultivos, acumulan evidencias de riesgo para la salud humana y animal, lo que impulsa propuestas políticas de limitación o prohibición de su uso. A su vez, la creciente resistencia de las malezas provoca un aumento de las dosis de los herbicidas disponibles, y la demanda de nuevas soluciones (^{Montull & Torra, 2023}).

El uso de biomasa alelopática es un enfoque prometedor para la gestión sostenible de malezas (^{Puig et al., 2019}; ^{Pardo-Muras et al., 2022}). Esta biomasa procedente de residuos agroforestales ofrece una solución eficaz y sostenible (^{Pedrol et al., 2020}), pero su aplicación práctica presenta desafíos que requieren más investigación (^{Valiño et al., 2023}).

El presente estudio obedece a la necesidad de optimizar los métodos de manejo y aplicación de biomasa alelopática. Inspirado en los formulados de liberación controlada de agroquímicos convencionales (^{Paradelo et al., 2014}; ^{Yi et al., 2022}), se estudian las características estructurales del material vegetal de filodios de eucalipto densificado mediante peletizado, que están relacionadas con la liberación y emanación de los compuestos alelopáticos mediante tomografía de rayos-X (CT). Esta técnica permite examinar la estructura interna de materiales compuestos con exactitud y precisión, de forma no destructiva (^{Soto-Gómez et al., 2020}).

MATERIALES Y MÉTODOS

Los pellets de eucalipto se fabricaron en la planta piloto de prueba de concepto (PDC2022-133375-100) de la Universidad de Vigo, conforme a la patente ES2719451B2 (^{Pedrol et al., 2020}). Una muestra de pellets frescos se escaneó, y la otra se incubó 20 días en un suelo arenoso a capacidad de campo y temperatura ambiente en macetas a una dosis de 10 g kg^-1. Tras la incubación, las macetas completas y los pellets individuales extraídos del suelo se escanearon mediante un YXLON FF20 CT de transmisión de 20-190 kV con un detector de panel plano Y.Panel 4343CT CsI (Varex Imaging Corp.). Las macetas se escanearon a 60 micras de resolución y los pellets individuales a 3,7 micras. El tratamiento y análisis se realizó mediante el software AVIZO3D (Fei-Thermo-Fisher) para medir longitudes, superficies y volúmenes, y extracción de la porosidad. El modelado de la difusividad se realizó mediante XLabSuite (Thermo-Fisher Scientific). Las estructuras y órganos de los filodios en las tomografías de los pellets se identificaron a partir de estudios anatómicos de varias especies de Eucalyptus (^{Santos et al., 2008}; ^{Migacz et al., 2018}).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los análisis de la maceta a 60 micras, muestra la distribución de pellets en diversas orientaciones (Figura 1), que mantienen un buen contacto con la matriz del suelo. El diámetro de los pellets tras la incubación es en promedio de 6,5 ±0,12mm, lo que supone un incremento del 8,34 ±2% respecto al diámetro original. La porosidad visible en la tomografía, mayor de 6 micras aumentó desde 0,446 ±0,001 en el pellet fresco a 0,574 ±0,001 tras la incubación.

Figura 1 Sección tomográfica sagital de una maceta con pellets de biomasa herbicida tras 20 días de incubación en el suelo. En tonos oscuros, se puede observar la distribución y disposición de los pellets en el suelo con las acotaciones correspondientes a las mediciones de tamaño. Resolución 60 micras. 

A una escala más ampliada (Figura 2), se pueden observar en el pellet fresco sin incubar que las cavidades secretoras se encuentran llenas o parcialmente llenas con los aceites esenciales, mezclas complejas de sustancias volátiles alelopáticas. La tomografía permitió evaluar el porcentaje en volumen de las cavidades secretoras en un promedio de 5,6 ±1,5% con respecto al volumen del pellet fresco. Tras la incubación no se han podido identificar cavidades secretoras llenas de aceites.

Figura 2 Secciones longitudinales de un pellet fresco antes de la incubación a,c) y un pellet tras 20 días de contacto con el suelo b,c). El diámetro máximo del pellet fresco a) es de 6 ±0,02mm, y presenta una estructura en láminas comprimidas superpuestas a lo largo del eje vertical. Tras el contacto b), se observa una deslaminación en planos horizontales y un aumento de diámetro. A un mayor detalle c,d) se observan en el pellet fresco las cavidades secretoras llenas o parcialmente llenas c). Tras el contacto con el suelo las cavidades secretoras aparecen vacías d). Resolución 3,73 micras. 

Las imágenes de las Figuras 2c, y 2d se segmentaron para extraer la porosidad conectada y determinar sus respectivos tensores de difusividad mediante Xlab. Los valores de difusividad en la diagonal principal de la matriz fueron más altos tras la incubación, con un incremento de 2.1, 2.5 y 1.9 veces en las direcciones X, Y y Z respectivamente.

La baja macro porosidad del pellet fresco dificulta la liberación de compuestos alelopáticos desde las cavidades secretoras durante su almacenamiento y manejo. Tras su aplicación, la delaminación por la absorción del agua del suelo y la dilatación de los poros provoca un aumento de la porosidad de un 28,7%. Además, se duplican los valores del tensor de la difusividad, lo cual favorece la emanación y el efecto de control de las malezas. El vaciado de las cavidades secretoras tras la aplicación al suelo es un indicador de la mayor emanación y transporte hacia el suelo tras su aplicación.

CONCLUSIONES

Los resultados aquí presentados, muestran que los pellets de biomasa de eucalipto densificada tienen una porosidad disminuida que facilita la conservación de las sustancias volátiles alelopáticas durante el almacenamiento. Una vez aplicado al suelo, el pellet absorbe la humedad del suelo de forma que la expansión se produce a costa del aumento de la porosidad. La difusividad se incrementa sustancialmente, lo cual facilita la liberación de los volátiles y el desarrollo de su efecto herbicida. La densificación de la biomasa alelopática y su comportamiento en el suelo son ventajas tecnológicas que mejoran su utilidad y aplicación agronómica.