Universidad de Chile EVALUACIÓN DE BIODISPONIBILIDAD DE Mn, Fe, Cu Y Zn EN SUELOS TRATADOS CON BIOSOLIDOS USANDO LECHUGA Y BALLICA M. Adriana Carrasco R. (1), Olga León S.(1), Luis Solis D.(1), Inés Ahumada T.(2), Cristina Pedraza J.(1), Gabriela Castillo M.(3) y Angélica Sadzawka(4) Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Casilla 1004, Santiago, Chile. (acarrasc@uchile.cl) Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Casilla 233. Santiago Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Casillla 2777, Santiago 4 Instituto de Investigaciones Agropecuarias, CRI La Platina, Casilla 439, Correo 3, Santiago 1 2 3 INTRODUCCIÓN RESULTADOS • Las diferencias en las concentraciones de Mn, Fe, Cu y Zn en las plantas indicadoras dependen del tipo de suelo y están asociadas principalmente al pH, a la capacidad de mineralización de N y P, y a los contenidos iniciales de P disponible en los suelos (Cuadro 1). MSA g/maceta MSA g/maceta 6 4 2 Suelo MAO 8 Suelo LVZ 6 4 2 0 0 15 30 45 0 T.F 15 Dosis de biosólido Mg ha -1 30 45 T.F Dosis de biosólido Mg ha -1 Fig. 1. Producción de materia seca aérea (MSA) de plantas de ballica y lechuga a distintas dosis de biosólido 25000 1000 B allica 20000 L e ch u g a Lechuga Ballica 800 H ojas H oja s 600 15000 10000 S ue lo LV Z S u e lo M A O S ue lo LV Z S ue lo M A O Suelo LVZ Suelo M AO 0 200 0 5000 200 10000 400 600 800 20000 25000 Suelo LVZ Suelo M AO 400 5000 15000 R aíc es R a íc e s 0 15 30 45 TF 0 15 30 4 5 T F 0 15 30 45 T F D os is b ios ó lido M gh a 1000 0 15 30 45 TF 0 15 30 45 TF 0 15 30 45 TF -1 0 15 30 45 TF D osis biosólido M gha 0 15 30 45 TF -1 Fig. 2. Concentración de Fe y Mn en hojas y raíces de plantas de ballica y lechuga • En las plantas de lechuga la concentración de Fe fue mayor. La concentración de Mn varió principalmente con el tipo de suelo, siendo claramente mayor en el suelo LVZ. Ambas plantas mostraron la misma tendencia (Figura 2). 400 400 Lechuga B allica 300 H ojas H ojas 200 200 Suelo M AO Suelo L VZ Suelo M AO Suelo M AO Su elo LVZ 100 0 Suelo M AO Su elo LVZ 0 100 200 200 300 Suelo L VZ 100 100 300 R aíces R aíces 400 Lechuga B allica 300 Cu ( µg / g ) • La concentración de Cu en ambas plantas indicadoras fue mayor en el suelo MAO. En ambos suelos la concentración de Zn tendió a aumentar con la dosis de lodo (Figura 3). En el suelo MAO el Zn y Cu se absorben en forma constante aún cuando el crecimiento está restringido por las deficiencias de P y N (Cuadro 1) en el tratamiento sin aplicación de lodo, ésto llevaría a un proceso de concentración. 8 0 • La producción de MSA responde positivamente a la dosis de biosólido, siendo mayor la respuesta en el suelo LVZ (Figura 1). • La distribución de los MP en el tejido vegetal fue la misma para ambas plantas indicadoras, quedando el Fe y Cu concentrados principalmente en la raíz (barrera “planta”); y el Mn y Zn se distribuyen tanto en las hojas como en las raíces (Figuras 2 y 3). 10 Suelo LVZ Mn ( µg / g ) Se realizaron dos ensayos en invernadero con un diseño de bloques completamente al azar en arreglo factorial 2*5; siendo los factores suelo [Serie Maipo (MAO) y Serie Lo Vásquez (LVZ)] y dosis de lodo (0, 15, 30, 45 Mg ha-1 y testigo fertilizado). Se analizó la producción de materia seca aérea (MSA), concentración de Mn, Fe, Cu y Zn en hojas y raíces. Suelo MAO Zn ( µg / g ) MATERIALES Y MÉTODOS Lechuga Ballica 10 Fe ( µg / g ) Una alternativa de disposición de los lodos o biosólidos de plantas de tratamientos de aguas servidas es su incorporación en suelos de uso agrícola. Sin embargo, existe el riesgo de acumulación de metales pesados (MP) y aumento de su biodisponibilidad en los suelos. Entendiendo por biodisponibilidad la fracción de MP que está inmediatamente disponible para su absorción por las plantas. Debido a la falta de información a nivel nacional, en este trabajo se evalúa el efecto de los biosólidos sobre la biodisponibilidad de Mn, Fe, Cu y Zn, usando lechuga (Lactuca sativa L.) y ballica (Lolium perenne L.) como plantas indicadoras. 0 15 30 45 TF 0 15 30 45 T F 0 15 30 45 TF D osis b iosólido M gha 0 15 30 45 T F 400 0 15 30 45 TF -1 0 15 30 45 T F 0 15 30 45 TF D osis b iosólido M gha 0 15 30 45 T F -1 Fig. 3. Concentración de Cu y Zn en hojas y raíces de plantas de ballica y lechuga Cuadro 1. Algunas propiedades físicas y químicas de los suelos y lodo Propiedad Textura Retención de agua a 33 kPa (%) Suelo Lodo MPO LVZ Franca Franco arenosa NA# 27,4 17,3 NA Retención de agua a 1500 kPa (%) 10,4 6,1 NA pH en agua (1:2,5) 8,14 6,19 6,66 Materia orgánica (%) 3,9 2,7 44,2 CIC cmol+ kg-1 13,2 7,0 66,5 N inorgánico (mg kg-1) 18 7 5440 P-Olsen (mg kg-1) 3,8 18,5 370 K disponible (mg kg-1) 112 125 536 NA# Mn total (mg kg-1) 790 560 Fe total (mg kg-1) 31000 14700 NA Cu total (mg kg-1) 93 21 377 Zn total (mg kg-1) 158 72 1214 Mn DTPA (mg kg-1) 4,8 13 29,2 Fe DTPA (mg kg-1) 12,8 51,9 182 Cu DTPA (mg kg-1) 8,0 1,5 40,4 Zn DTPA (mg kg-1) 2,3 1,7 366 # CONCLUSIONES • La concentración de Mn, Fe, Cu y Zn en la planta depende de la especie, del metal y del tipo y estado nutricional del suelo. • El riesgo de traspaso de MP a la cadena trófica depende de la biodisponibilidad de los MP y, además, de la barrera “planta”. • La barrera “planta” depende del metal y del tipo de suelo. • El Cu y Fe presentan menor nivel de riesgo a la salud, porque la barrera “planta” impide que se traspasen a la cadena alimentaria, ya que prácticamente no se traslocan a las hojas. • En el caso del Zn y Mn el riesgo aumentaría, ya que aumenta la traslocación hacia las hojas. AGRADECIMIENTOS Se agradece el financiamiento de la presente investigación a Fondecyt, Proyecto Nº 1020129. NA = no analizada 1