Extracción de cobre por plantas de mostaza parda (Brassica juncea) durante su desarrollo vegetativo, en un suelo contaminado artificialmente y efecto de la aplicación de ramnolípido.

Abstract

La preocupación por fomentar la recuperación de suelos contaminados con metales potencialmente tóxicos y los serios problemas que estos pueden causar en el medio ambiente si se incorporan a la cadena trófica, hacen que se planteen diversos métodos para solucionarlos. Uno de estos métodos consiste en la fitoextracción, que es la capacidad que tienen algunas especies vegetales para extraer del suelo estos metales e incorporarlos a su masa vegetativa. La eficacia de la fitoextracción puede aumentar mediante la aplicación al suelo de agentes quelantes, lo que se conoce como fitoextracción asistida o inducida. Los ramnolípidos son biosurfactantes biodegradables que han sido propuestos como agentes quelantes que favorecen la biodisponibilidad de los contaminantes en el suelo y facilitan la fitoextracción de los mismos. Estudios previos han demostrado que Brassica juncea puede resultar eficaz en la fitoextracción de cobre, en concentraciones menores de 1000 mg Cu kg-1 de suelo y que la aplicación de ramnolípido produjo un aumento en la fitoextracción de cobre sin resultar fitotóxico. En el presente trabajo se estudia el efecto de la contaminación artificial de un suelo con diferentes dosis de sulfato de cobre, en la germinación y desarrollo de una planta fitoextractora (Brassica juncea). Además se evalúa el efecto que tiene la aplicación de un biosurfactante biodegradable (ramnolípido JBR-425). Para ello se realizan ensayos de germinación en placas Petri, donde se estudia de manera previa, el efecto de la aplicación de diferentes dosis de cobre y ramnolípido (en suelo o en papel según proceda), en la germinación de semillas de Brassica juncea. Con los resultados obtenidos en placa Petri, se diseña un ensayo en macetas dispuestas en bandejas que se colocan completamente al azar en invernadero, utilizando un suelo agrícola de textura franca y pH ligeramente ácido, al que se aplican tres dosis de cobre (control, 125, 250 y 500 mg Cu kg-1 de suelo). Por último se aplica una dosis de ramnolípido de 1000 mg kg-1 de suelo, para estudiar el efecto de éste en la fitoextracción. Se trata, además, de conocer el efecto de los tratamientos sobre el desarrollo y producción de biomasa de las plantas en tres estadíos: -dos hojas verdaderas, -botón floral y -maduración de frutos, tanto en la parte aérea como en la raíz. Además se analiza la parte aérea de la plantas, procedentes del ensayo en invernadero, en el momento de mayor extracción (botón floral), para determinar el cobre presente en el material vegetal por ICP óptico. Finalmente se estudia la biodisponibilidad de Cu en los suelos, tanto en los ensayos de germinación en placa Petri como al final de los ensayos de fitoextracción en macetas, realizando extracción con AEDT y posterior determinación por espectrofotometría de absorción atómica. En general, tanto en los ensayos de germinación en placa como en el ensayo de invernadero, pudo verse el efecto fitotóxico creciente del cobre y del ramnolípido, disminuyendo esta fitotoxicidad cuando eran envejecidos en el suelo, ya que el cobre es adsorbido por la arcilla, y el ramnolípido mejora la estructura del suelo debido a su carácter surfactante. La biomasa creada por las plantas de Brassica juncea, se vio afectada por la contaminación de cobre en el suelo en los primeros estadíos de su desarrollo pero no en los últimos, no viéndose afectada por la presencia de ramnolípido. La presencia de cobre en el suelo, mejoró la tasa de crecimiento relativo (TCR) de las plantas que se obtuvieron en el período de 2 hojas verdaderas botón floral, y no influyó en el periodo de botón floral-maduración de frutos. El ramnolípido, sin embargo, no afectó en el primer período, y en el segundo mejoró los valores de esta tasa. La aplicación de cobre al suelo hizo aumentar tanto el cobre disponible, extraído con AEDT, como el acumulado en la parte aérea, determinado por ICP óptico. El rendimiento de la técnica de fitoextracción resultó muy bajo, lo que exigiría un número muy alto de cosechas para reducir los niveles del contaminación hasta los niveles de referencia