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Evaluación de una enmienda orgánica como agente de remediación en un suelo enriquecido con cadmio

  • 1. Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas. Mérida, Venezuela
  • 2. Universidad de los Andes. Mérida, Venezuela

Description

La materia orgánica del suelo es un complejo sistema de sustancias en estado dinámico y continuo, producto de la descomposición de los restos de animales y vegetales, siendo de vital importancia para el desarrollo de las plantas, mediante sus efectos en las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y ocupa un papel fundamental en la migración y transformación de metales pesados en el suelo. Su composición es rica en grupos funcionales con cargas negativas, lo que le confiere alta capacidad de absorción de grandes cantidades de cationes de metales pesados y actúan como un portador natural migratorio de metales. Los residuos postcosecha de cacao son un posible agente remediador de suelos contaminados con metales pesados. En ese sentido, el cadmio ha sido objeto de discusión en los últimos años, debido a las progresivas regulaciones de la Comunidad Europea, que establece un límite máximo al contenido permisible de este metal en el cacao y sus derivados, comercializados en Europa y el resto del mundo. En esta investigación se evaluó el comportamiento remediador del compost de postcosecha de cacao en un suelo enriquecido con cadmio, realizando ensayos a nivel de laboratorio, caracterizando la enmienda orgánica mediante la determinación de propiedades fisicoquímicas y biológicas. Además, se realizó pruebas de germinación para estudiar la fitotoxicidad de la enmienda en cuestión. Los resultados obtenidos bajo el criterio de trabajo establecido permitieron obtener información sobre la dinámica del Cd en dicha enmienda. Donde se consiguió un efecto residual de las enmiendas orgánicas sobre la solubilidad de los metales pesados debido a que la materia orgánica puede sufrir transformaciones a lo largo del tiempo y la extracción de cadmio del suelo, depende, además de factores como pH, CIC y CE a lo largo del tiempo.

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References

  • Alloway, B. (2012). Sources of Heavy Metals and Metalloids in Soils. Heavy Metals in Soils, 11-50. https://doi.org/10.1007/978-94-007-4470-7_2
  • Amoah, C., Kwiatkowska, J., Szara, E., Thornton, S., Fenton, O., y Malina, G. (2020). Efficacy of Woodchip Biochar and Brown Coal Waste as Stable Sorbents for Abatement of Bioavailable Cadmium, Lead and Zinc in Soil. Water, Air, & Soil Pollution, 231(10), 515. https://doi.org/10.1007/s11270-020-04885-4.
  • Awasthi, M.K., Pandey, A.K., Khan, J., Bundela, P.S., Wong, J.W.C., Selvam, A., (2014). Evaluation of thermophilic fungal consortium for organic municipal soil waste composting. Bioresour. Technology, 168, 214–221. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2014.01.048
  • Awasthi, M. K., Selvam, A., Lai, K. M., y Wong, J. W. C. (2017). Critical evaluation of post-consumption food waste composting employing thermophilic bacterial consortium. Bioresource Technology, 245, 665–672. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.09.014
  • Azevedo, M., Ferraciú, L. y Guimaraes, G. (2003). Biosolids and heavy metals in soils. Scientia Agricola, 60(4), 793-806.
  • Aziz, M., Ahmad, H., Corwin, D., Sabir, M., Hakeem, K., y Öztürk, M. (2017). Influence of farmyard manure on retention and availability of nickel, zinc, and lead in metal-contaminated calcareous loam soils. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 25(3), 289-296. https://doi.org/10.3846/16486897.2016.1254639
  • Bagur, M., Estepa, C., Martín, F y Morales, S. (2011). Toxicity assessment using Lactuca sativa L. bioassay of the metal(loid)s As, Cu, Mn, Pb and Zn in soluble-in-water saturated soil extracts from an abandoned mining site. Journal of Soils and Sediments, 11, 281–289. https://doi.org/10.1007/s11368-010-0285-4
  • Beesley, L. y Marmiroli, M. 2011. The immobilization and retention of soluble arsenic, cadmium and zinc by biochar. Environ. Pollut. 159, 474-480. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2010.10.016
  • Beloso, M. (1991). Estudio de la Gallinaza como fertilizante agrícola. Universidad de Santiago de Compostela. 313 p.
  • Bogusz, A., Oleszczuk, P. y Dobrowolski, R. (2017). Adsorption and desorption of heavy metals by the sewage sludge and biochar-amended soil. Environmental Geochemistry and Health, 41, 1663-1674. https://doi.org/10.1007/s10653-017-0036-1.
  • Borggaard, O., Holm, P., y Strobel, B. (2019). Potential of dissolved organic matter (DOM) to extract As, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn from polluted soils: A review. Geoderma, 343, 235-246. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.02.041
  • Bravo, R., Arboleda, P., y Martín, P. 2014. Efecto de la calidad de la materia orgánica asociada con el uso y manejo de suelos en la retención de cadmio, en sistemas altoandinos de Colombia. Acta Agronómica, 63(2), 159-169. https://doi.org/10.15446/acag.v63n2.39569
  • Carrero, A. (2014). Fraccionamiento de fósforo en un suelo cultivado con cacao, en la localidad de San Juan de Lagunillas, municipio Sucre del estado Mérida. Universidad de Los Andes. 63 p.
  • Casas, R. (2011). El suelo de cultivo y las condiciones climáticas. Ediciones Paraninfo. 20 p.
  • CODEX Alimentarius (1995). Norma general para los contaminantes y las toxinas presentes en los alimentos y piensos. CODEX STAN 193-1995. https://goo.gl/XqGcyo.
  • Chang, R., Guo, Q., Chen, Q., Bernal, M. P., Wang, Q., y Li, Y. (2019). Effect of initial material bulk density and easily-degraded organic matter content on temperature changes during composting of cucumber stalk. Journal of Environmental Sciences, 80, 306-315 https://doi.org/10.1016/j.jes.2017.10.004
  • Chacón, I., Gómez, C., y Márquez, V. (2007). Caracterización morfológica de frutos y almendras de plantas de cacao (Theobroma cacao L.) en la región suroccidental de Venezuela. Rev. Fav. Agron. (LUZ), 24(1), 202-207. https://www.revfacagronluz.org.ve/PDF/supl_mayo_2007/v24supl35.pdf
  • Charles, J., Sancey, B., Morin, N., Badot, P., Degiorgi, F., Trunfio, G., y Crini, G. (2011). Evaluation of the phytotoxicity of polycontaminated industrial effluents using the lettuce plant (Lactuca sativa) as a bioindicator. Ecotoxicology and Environmental Safety, 74(7), 2057-2064. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2011.07.025
  • Clemente, R. y Bernal, B. (2006). Fractionation of heavy metals and distribution of organic carbon in two contaminated soils amended with humic acids. Chemosphere 64(8), 1264 – 1273. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2005.12.058
  • Cortés, L., Bravo, I., Martin, F. y Menjivar, J. (2016). Extracción secuencial de metales pesados en dos suelos contaminados (Andisol y Vertisol) enmendados con ácidos húmicos. Acta Agronómica, 65(3), 232-238. https://doi.org/10.15446/acag.v65n3.44485
  • Cortés, L., Martin, F. y Sarria, M. (2017). Evaluación de la toxicidad de metales pesados en dos suelos agrícolas de Colombia mediante bioensayos. Temas Agrarios, 22(2), 43-53. https://core.ac.uk/reader/231232580
  • Cristaldi, A., Conti, C., Jho, E., Zucarello, P., Grasso, A., Copat, C., y Ferrante, M. (2017). Phytoremediation of contaminated soils by heavy metals and PAHs. A brief review. Environmental Technology & Innovation, 8, 309-326. https://doi.org/10.1016/j.eti.2017.08.002
  • Crowther, T., Van den Hoogen, J., Wan, J., Mayes, M., Keiser, A., Mo, L., Averill, C., y Maynard, D. (2019). The global soil community and its influence on biogeochemistry. Science, 365, 6445. https://doi.org/ 10.1126/science.aav0550
  • Dávila, E. (2019). Uso de enmiendas en la reducción del contenido de cadmio en el suelo y en los granos del cacao (Theobroma cacao L.) Clon CCN-51 [Tesis de maestría, Universidad Nacional Agraria de la Selva]. http://repositorio.unas.edu.pe/handle/UNAS/1623
  • Díaz, M., y Baath, E. (1996). Development of metal tolerance in soil bacterial communities exposed to experimentally increased metal levels. Applied and Environmental Microbiology, 62(8), 2970-2977. https://doi.org/10.1128/aem.62.8.2970-2977.1996
  • Duley, L., Mclean, J., Sims, R. y Jurinak, K. (1988). Sortion of copper and cadmiun from the wáter-soluble fraction of an acid mine waste by two calcareous soils. Soil. Sci., 145, 207-214.
  • FAO/WHO. (2014). Anteproyecto de niveles máximos para el cadmio en el chocolate y productos derivados de cacao. Comisión del Codex Alimentarius. https://goo.gl/5MeHzF.
  • Faithfull, N. (2005). Métodos de análisis químico agrícola. Manual Práctico. Editorial ACRIBIA. 318p.
  • Fijalkowski, K., Kacprzak, M., y Grobelak, A. (2012). The influence of selected soil parameters on the mobility of heavy metals in soils. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 15(1), 81-92. https://ios.is.pcz.pl/images/ios_repo/2012/zeszyt1/2012_1_7-FIALKOWSKI.pdf
  • Fidelis, C., y Rajashekhar, R. (2017). Enriched cocoa pod composts and their fertilizing effects on hybrid cocoa seedlings. International Journal of Organic Waste in Agriculture, 6, 99-106. https://doi.org/10.1007/s40093-017-0156-8
  • Fritze, H., Perkiömäki, J., Saarela, U., Katainen, R., Tikka, P., Yrjälä, K., Karp, M., Haimi, J., y Romantschuk, M. (2000). Effect of Cd-containing wood ash on the microflora of coniferous forest humus. FEMS Microbiology Ecology, 32, 43-51. https://doi.org/10.1111/j.1574-6941.2000.tb00697.x
  • Galán, E. (2000). The role of clay minerals in removing and immobilizing heavy metals from contaminated soils en C. Gomes (Ed), In Proceedings of the 1st Latin American Clay Conference (Vol.1, pp. 351-361). Funchal.
  • Gilabert, J., López, I., y Pérez, R. (1990). Manual de Métodos y Procedimientos de Referencia. Fondo Nacional de investigaciones Agropecuarias.
  • Hamid, Y., Tang, L., Hussain, B., Usman, M., Lin, Q., Rashid, M., Yang, X. (2020). Organic soil additives for the remediation of cadmium contaminated soils and their impact on the soil-plant system: A review. Science of The Total Environment, 707, 136121. https://doig.org/10.1016/j.scitotenv.2019.136121.
  • Harada, Y., Inoko, A. (1980). The measurement of the catión-exchange capacity of compost for the estimation of the degree of maturity. Soil. Sci.Plant. Nutr., 26(1), 127-134.
  • Harvey, O., Herbert, B., Rhue, R., &Kuo, L. (2011). Metal Interactions at the Biochar-Water Interface: Energetics and Structure-Sorption Relationships Elucidated by Flow Adsorption Microcalorimetry. Environmental Science & Technology, 45(13), 5550-5556. https://doi.org/10.1021/es104401h
  • Hernández, T., García, C. (2003). Estimación de la respiración microbiana del suelo. Ediciones Mundi-Prensa.
  • Huang, J., Yu, Z., Gao, H., Yan, X., Chang, J., Wang, C., Hu, J., Zhang, L., (2017). Chemical structures and characteristics of animal manures and composts during composting and assessment of maturity indices. PLoS ONE 12, e0178110. https://doi.org/10. 1371/journal.pone.0178110
  • Hurtado, A., Caldera, A., Milano, B., Ibarra, C., Díaz, A., Camacho, J., Villamizar, J., y Verde, O. (2017). Notas Técnicas: Análisis de datos bajo condiciones de repetibilidad. Archivos Venezolanos de Farmacología y Terapéutica, 36(2). http://ve.scielo.org/scielo.php?pid=S0798-02642017000200002&script=sci_arttext&tlng=en
  • Iannacone, J. y Alvariño, L. (2005). Efecto ecotoxicológico de tres metales pesados sobre el crecimiento radicular de cuatro plantas vasculares. Agricultura Técnica (Chile), 65(2), 198-203. http://dx.doi.org/10.4067/S0717-6538000000200003
  • Inbar, Y., Chen, Y. y Hadar, Y. (1989). Solid-state-carbon-13 nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy of compost organic matter. Soil Science Society of America Journal Abstract, 53(6), 1695-1701.
  • Irfan, M., Mudassir, M., Khan, M., Dawar, K., Muhammad, D., Mian, I., Waqas, A., Fahad, S., Saud, S., Hayat, Z., Nawaz, T., Khan, S., Alam, S., Ali, B., Banout, J., Ahmed, S., Mubeen, S., Danish, Datta, R., Dewil, R. (2021). Heavy metals immobilization and improvement in maize (Zea mays L.) growth amended with biochar and compost. Scientific Reports, 11, 18416. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97525-8
  • Jara, J., Pérez, M., Bustamante, M., Pérez, A., Paredes, C., López, M., y Moral, R. (2017). Composting as sustainable strategy for municipal solid waste management in the Chimborazo Region, Ecuador: Suitability of the obtained composts for seedling production. Journal of Cleaner Production, 141, 1349–1358. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.09.178
  • Kabata, A. (2000). Trace elements in soils and plants. (3a ed). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781420039900
  • Kim, C., Lee, Y., y Ong, S. (2003). Factors affecting EDTA extraction of lead from lead-contaminated soils. Chemosphere, 51(9), 845-853. https://doi.org/10.1016/s0045-6535(03)00155-3.
  • Lamb, D., Ming, H., Megharaj, M. y Naidu, R. (2009). Heavy metal (Cu, Zn, Cd and Pb) partitioning and bioaccessibility in uncontaminated and long-term contaminated soils. Journal of Hazardous Materials, 171, 1150-1158.
  • Lanza, J., Churión, P., Liendo, N., y López, V. (2016). Evaluación del contenido de metales pesados en cacao (Teobroma cacao L.) de Santa Brárbara del Zulia, Venezuela. Saber, Universidad de Oriente, Venezuela, 28 (1), 106-115.
  • Larios, B. (2014). Niveles de Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en los suelos de ribera de la cuenca del río Turia [Tesis de maestría]. Universidad Pública de Navarra. 173 p.
  • Lima, J., Raimondi, I., Schalch, V. y Rodrigues, V. (2018). Assessment of the use of organic composts derived from municipal solid waste for the adsorption of Pb, Zn y Cd. Journal of Environmental Management, 226, 386-399.
  • Liu, L., Chen, H., Cai, P., Lian, W., Huang, Q. (2009). Immobilization and phytotoxicity of Cd in contaminated soil amended with chicken manure compost. Journal of Hazardous Materials, 163, 563-567.
  • Liu, P., Ptacek, C. J., y Blowes, D. W. (2019). Mercury Complexation with Dissolved Organic Matter Released from Thirty-Six Types of Biochar. Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 103, 175-180. https://doi.org/10.1007/s00128-018-2397-2
  • Lofts, S.; Spurgeon, D. y Svendsen, C. (2005). Fractions affected and probabilistic risk assessment of Cu, Zn, Cd, and Pb in soils using the free ion approach. Environmental Science and Technology, 39(21), 8533-8540.
  • Lora, R., y Bonilla, H. (2010). Remediación de un suelo de la cuenca alta del río Bogotá contaminado con los metales pesados cadmio y cromo. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica, 13(2), 61–70. https://doi.org/10.31910/rudca.v13.n2.2010.730
  • Lwin, C., Seo, B., Kim, H., Owens, G., y Kim, K. (2018). Application of soil amendments to contaminated soils for heavy metal immobilization and improved soil quality-a critical review. Soil Science and Plant Nutrition, 64(2), 156-167. https://doi.org/10.1080/00380768.2018.1440938
  • Martínez, D. y Marrugo, J. (2021). Efecto de la adición de enmiendas en la inmovilización de metales pesados en suelos mineros del sur de Bolívar, Colombia. Ciencia & Tecnología Agropecuaria, 22(2), e2272. https://doi.org/10.21930/rcta.vol22_num2_art:2272
  • Melgarejo, M., Ballesteros G., y Bendeck, M. (1997). Evaluación de algunos parámetros fisicoquímicos y nutricionales en humus de lombriz y composts derivados de diferentes sustratos. Revista Colombiana de Química, 26 (2). https://revistas.unal.edu.co/index.php/rcolquim/article/view/16360
  • Munive, R., Loli, O., Azabache, A., Gamarra, G. (2018). Fitorremediación con Maíz (Zea mays L.) y compost de Stevia en suelos degradados por contaminación con metales pesados. Scientia Agropecuaria, 9(4), 551-560.
  • Nieto, S., Pacheco, L., Galán, C., y Páez, M. (2011). Estudio de las Interacciones Ácido Húmico-Metales Pesados y Determinación de sus Constantes de Estabilidad por Electroforesis Capilar. Información Tecnológica, 22 (3), 45-54. DOI: 10.4067/S0718-07642011000300007.
  • Nicholson, F. A., Smith, S. R., Alloway, B. J., Carlton-Smith, C., & Chambers, B. J. (2003). An inventory of heavy metals inputs to agricultural soils in England and Wales. Science of The Total Environment, 311(1-3), 205–219. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(03)00139-6.
  • Ouni, Y., Ghnaya, T., Montemurrob, F., Abdellya, C., y Lakhdara, A. (2014). The role of humic substances in mitigating the harmful effects of soil salinity and improve plant productivity. International Journal of Plant Production 8 (3), 1735-6814.
  • Owsianiak, M., Holm, P., Fantke, P., Christiansen, K., Borggaard, O., y Hauschild, M. (2015). Assessing comparative terrestrial ecotoxicity of Cd, Co, Cu, Ni, Pb, and Zn: The influence of aging and emission source. Environmental Pollution, 206, 400-410. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2015.07.025