Mecanismos de la zona radicular

El riego con nanoburbujas mantuvo más oxígeno en un suelo pesado

En un estudio con lisímetros, las nanoburbujas de oxígeno (ONB) en el agua de riego por goteo elevaron el oxígeno de un suelo arcilloso, sobre todo con goteo superficial Baram et al., 2021. El oxígeno del suelo pasó del 15,6 % al 19,7 % con goteo superficial (p < 0,0001) y del 18,2 % al 19,2 % con goteo subterráneo. El suelo se había degradado por el riego con aguas residuales tratadas.

El problema que aborda el estudio es la hipoxia en la rizosfera. Cada riego envía por el suelo un frente de humectación saturado que desplaza el aire de los poros, y cae la tasa de difusión de oxígeno (TDO) de la que dependen las raíces para respirar Baram et al., 2021. Los suelos arcillosos son el caso difícil: sus poros pequeños y tortuosos restringen el intercambio de gases, de modo que el oxígeno perdido durante el riego se repone lentamente.

Las nanoburbujas se comportan de forma distinta a las burbujas grandes de la aireación convencional, que ascienden y estallan. Su flotabilidad es despreciable, y una revisión las describe permaneciendo suspendidas en la solución del suelo durante días o semanas y liberando oxígeno lentamente, como un reservorio Zheng et al., 2025. Un estudio posterior informó que el riego por goteo con aguas residuales tratadas oxigenadas con nanoburbujas mejoró la aireación del suelo, incluso durante los riegos, cuando de otro modo se formarían bolsas anaeróbicas Baram et al., 2022.

Se trata de resultados en lisímetros con un solo suelo. La ganancia con goteo subterráneo fue de alrededor de un punto porcentual, mucho menor que con goteo superficial, y las cifras valen para las condiciones ensayadas: aguas residuales tratadas, arcilla y escala de lisímetro.

El óxido nitroso bajó al mantenerse aeróbico el suelo

En el mismo estudio con lisímetros, las emisiones acumuladas de óxido nitroso (N₂O) fueron un 37 % menores con goteo superficial y un 14 % menores con goteo subterráneo con ONB que en los controles Baram et al., 2021.

El vínculo propuesto es microbiano. El N₂O se produce en gran medida por desnitrificación, una vía anaeróbica que los microbios del suelo activan cuando escasea el oxígeno. Al mantener el suelo más aeróbico, el tratamiento con nanoburbujas hizo las condiciones menos favorables para la desnitrificación. La reducción acompañó a la ganancia de oxígeno: fue mayor con goteo superficial, donde el oxígeno del suelo subió más.

El N₂O es un potente gas de efecto invernadero, pero estas cifras corresponden a un estudio, un suelo y un régimen de riego. No son un factor de emisión aplicable a otros suelos ni a otros sistemas de riego.

Los microbios del suelo se desplazaron hacia grupos aeróbicos que reciclan nutrientes

En un estudio de riego por goteo, el tratamiento con nanoburbujas desplazó la comunidad bacteriana del suelo hacia grupos aeróbicos que participan en el reciclaje de nutrientes Zhou et al., 2022. El mayor oxígeno disuelto (OD) actuó como presión de selección: la riqueza total (diversidad alfa) disminuyó, mientras que ciertos grupos funcionales se volvieron más abundantes.

Proteobacteria y Nitrospirae aumentaron su abundancia relativa en el suelo tratado con nanoburbujas. Nitrospirae convierte nitrito en nitrato, un paso de la nitrificación, y su abundancia se correlacionó positivamente con la concentración total de oxígeno Zhou et al., 2022.

Las predicciones funcionales con FAPROTAX apuntaron en la misma dirección. Se enriquecieron los grupos de quimioheterotrofia aeróbica y nitrificación, mientras que las funciones anaeróbicas, como la reducción de nitrato y la fermentación, fueron menores Zhou et al., 2022. FAPROTAX asigna funciones a partir de la taxonomía, por lo que se trata de funciones predichas, no de tasas de proceso medidas.

Dos revisiones relacionan este cambio con la salud radicular. Describen patógenos de raíz como Pythium y Fusarium como favorecidos por zonas radiculares estancadas e hipóxicas, y proponen que mantener aeróbica la zona radicular vuelve las condiciones menos favorables para ellos Mamun & Islam, 2025; Zheng et al., 2025. Es un mecanismo propuesto en artículos de revisión; la lección no cita ningún ensayo controlado sobre incidencia de enfermedades.

Las raíces crecieron más largas y llegaron más hondo

En varios estudios, las plantas tratadas con nanoburbujas modificaron la arquitectura de sus raíces. En tomate de invernadero, la densidad de longitud radicular total fue de 0,89 m³ m⁻³ con nanoburbujas frente a 0,22 m³ m⁻³ en los controles del Moral Torres et al., 2024. Las raíces también colonizaron suelo más profundo (15–30 cm) y la zona cercana a los emisores, de la que la hipoxia localizada suele mantenerlas alejadas.

En plántulas de arroz, el tratamiento de nanoburbujas de alta frecuencia aumentó la longitud radicular un 52,5 % y elevó la biomasa radicular total en comparación con los controles sin tratar Wang et al., 2021. La ganancia se atribuye a una mayor respiración aeróbica y actividad metabólica en las raíces.

El mecanismo propuesto es hormonal. El tratamiento con nanoburbujas se asoció con más giberelina (GA) y ácido indol-3-acético (AIA, una auxina), hormonas que impulsan la división y el alargamiento celular en las raíces, en plantas acuáticas y en arroz Wang et al., 2020; Wang et al., 2021. La auxina también promueve raíces laterales y adventicias, que suman superficie de absorción de agua y nutrientes Wang et al., 2020; Zheng et al., 2025.

Las mediciones radiculares provienen de tomate de invernadero y plántulas de arroz. Es probable que la respuesta de un cultivo de campo dependa de cuánto oxígeno le faltaba a su zona radicular desde el inicio.