Gli scienziati del suolo dell'Università RUDN (Russia) e della Huazhong Agricultural University (Cina) hanno dimostrato che l'aggiunta di composti di carbonio al suolo può aumentare la disponibilità di fosforo nelle risaie. Per questi scopi, i biologi hanno descritto i processi di riduzione dei composti di ferro (III) e rilascio di fosforo da parte dei microrganismi del suolo in presenza di carbonio come fonte di energia. Questi risultati aiuteranno a ridurre la dipendenza dai fertilizzanti fosfatici e ad aumentare la produttività agricola. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Geoderma .

La carenza di fosforo nei suoli limita le capacità di produzione delle colture. Spesso si trova nei terreni sotto forma non disponibile per le piante, cioè composti di ferro. L'indisponibilità del fosforo è particolarmente tipica per i suoli tropicali e subtropicali, Per esempio, nelle risaie, dove il ferro è uno degli elementi più comuni. Per risolvere questo problema, costosi fertilizzanti al fosforo sono usati in agricoltura. Gli scienziati del suolo del RUDN hanno dimostrato che è possibile mobilitare il fosforo nelle risaie utilizzando i microrganismi del suolo. Il processo richiede carbonio nel suolo.

Le risaie vengono annaffiate per impedire la crescita delle erbacce. La profondità di irrigazione viene periodicamente modificata a seconda della fase di sviluppo della pianta. Quando il riso sta maturando, l'acqua viene drenata dai campi, e il terreno si secca. Perciò, le risaie hanno proprietà specifiche:alternano costantemente periodi di processi ossidativi e riducenti, quando l'acidità di tali suoli aumenta durante i ristagni d'acqua e diminuisce quando l'acqua si ritira. Inoltre, nello strato superiore si accumula una grande quantità di materiale organico ricco di carbonio, così come il ferro sedimentario a causa della distruzione di rocce contenenti ferro colpite dall'acqua.

I microrganismi del suolo ossidano o riducono i composti inorganici, trasformandoli in una diversa forma digeribile. In intemperie, suoli di riso acidi, i microrganismi del suolo decompongono i composti di ferro e fosforo, ridurre il ferro ferrico a ferroso, e rilasciando fosforo in una forma accessibile alle piante. Ma questo processo richiede ossigeno. I campi allagati con una maggiore acidità del suolo sono soggetti a carenza di ossigeno, che impedisce il processo di rilascio del fosforo. Gli scienziati hanno ipotizzato che i microrganismi abbiano bisogno del carbonio come fonte di energia per ripristinare il ferro senza ossigeno.

Per verificare questa ipotesi, gli scienziati del suolo hanno condotto un esperimento:hanno prelevato 255 campioni di terreno da due risaie in Cina con un tipico clima subtropicale. I ricercatori hanno rimosso detriti vegetali visibili, pietre, e microfauna del suolo e ossalato aggiunto, acetato, proponiato, e soluzioni formiate—labili, che è facilmente degradabile, materia organica che è una fonte di carbonio facilmente disponibile. Un campione è stato lasciato senza aggiungere alcun composto come controllo. I campioni di suolo sono stati tenuti sott'acqua per due mesi, questo è, senza ossigeno. Le risaie esistono in condizioni simili. Per 60 giorni, i ricercatori hanno misurato la concentrazione di ferro ferroso nei campioni. Il ferro appare una volta che il fosforo viene rilasciato e può servire come indicatore per scoprire la concentrazione di fosforo libero. La misurazione diretta del fosforo è più complessa e costosa.

Le misurazioni hanno mostrato che la materia organica labile ha accelerato il rilascio di fosforo dai composti di ferro. Inoltre, il fosforo viene rilasciato più velocemente nei campioni di suolo con una concentrazione inizialmente maggiore di materia organica labile e composti di ferro. Ciò ha dimostrato l'ipotesi che in condizioni di assenza di ossigeno nei suoli di risaia, il carbonio può "sostituire" l'ossigeno come fonte di energia per i microrganismi del suolo che rilasciano fosforo nella forma disponibile per le piante.

I risultati della ricerca mostrano che quantità relativamente piccole di materia organica labile possono rilasciare riserve di fosforo nel suolo e ridurre la dipendenza delle risaie da fertilizzanti a base di fosforo abbastanza costosi e non sicuri per l'ambiente.