Un agroquímico de la RUDN encontró pruebas de la hipótesis de la rueda ferrosa. Crédito:Natalia Deryugina 
Los suelos de las selvas tropicales del sur de Chile son ricos en nitrógeno (N) orgánico e inorgánico. A pesar de las fuertes precipitaciones (más de 5, 000 mm al año), prácticamente no hay nitrógeno inorgánico (que a menudo forma parte del NO 3 grupo) se eluye del suelo. Una teoría que explica este fenómeno se llama hipótesis de la rueda ferrosa. De acuerdo a esto, el hierro en el suelo se convierte en NO 3 en NO 2 que reacciona con sustancias orgánicas. Así es como el nitrógeno pasa de los compuestos inorgánicos a los orgánicos.
La hipótesis de la rueda ferrosa se sugirió en 2003, pero desde entonces no se ha proporcionado ninguna prueba experimental confiable que haga que la comunidad científica dude de la teoría. Un agroquímico de la RUDN junto con sus colegas de Chile y Alemania fueron los primeros en demostrar que tenía razón. Para hacerlo utilizaron una nueva tecnología:un dispositivo automatizado para tomar una muestra de nitrógeno inorgánico (SPIN) y un espectrómetro de masas cuadrupolo.
El equipo preparó tres muestras de suelo, con alto y bajo contenido de hierro y sin hierro en absoluto. Cada muestra se colocó en el espectrómetro de masas y se trató con un campo eléctrico alterno. Bajo su influencia, de la muestra emergieron partículas cargadas (iones) con diferentes masas y cargas. Usando las trayectorias de cada ion, el equipo calculó la relación entre su masa y carga y, por lo tanto, la composición atómica inicial de la muestra. Las medidas se tomaron 15 minutos, 1 hora, 24 horas, y 5 días después de agregar hierro.
Para rastrear el camino del nitrógeno desde sustancias inorgánicas a orgánicas, los autores marcaron los átomos en NO 3 usando isótopos de nitrógeno 15 N:los átomos con un neutrón adicional en el núcleo en comparación con el nitrógeno "regular" 14 N. Estos isótopos tienen propiedades químicas idénticas, pero es fácil diferenciarlos usando un espectrómetro de masas. Así, los agroquímicos pudieron rastrear el movimiento del nitrógeno entre las sustancias del suelo.
Dentro de los 15 minutos posteriores a la adición de hierro, el volumen de NO 3 reducido en un 20% en la muestra con bajo contenido de hierro y en un 35% en la de alto contenido de hierro. La concentración de nitrógeno orgánico disuelto tardó el mismo tiempo en aumentar de 0 mg por litro a 0,08. En 5 días la concentración se duplicó. Los mismos procesos tuvieron lugar en la muestra con menor contenido de hierro, pero a menor velocidad. En cuanto a la muestra de control que no contenía hierro, no hay vuelta de NO 3 en nitrógeno orgánico se registró en él.
"Nuestros resultados confirman claramente la hipótesis sobre la transición del NO 3 en nitrógeno orgánico disuelto. La hipótesis de la rueda ferrosa explica parcialmente la conservación del NO 3 en los suelos de las selvas tropicales. Este estudio fue posible solo gracias a la disponibilidad de la nueva tecnología que proporcionó un análisis preciso de hierro y NO 3 contenido en el suelo sin distorsiones, "dijo Yakov Kuzyakov, un coautor del trabajo, un doctorado en Biología, y un miembro del personal de la RUDN.
En el futuro, el equipo tiene previsto realizar estudios similares para otros tipos de suelos a los que también se aplica la hipótesis de las ruedas ferrosas. Los autores enfatizan que el experimento se llevó a cabo en el laboratorio y tiene que ser reproducido en un ecosistema natural.
Los participantes del estudio también representaron a la Universidad de La Frontera (Chile) y la Universidad de Goettingen (Alemania).
