Fitotoxicidad por aluminio en suelos cercanos a una fundición de cobre afectados por lluvia ácida

Abstract

Los suelos circundantes a la fundición de cobre de Caletones presentan altos niveles de aluminio intercambiable debido a la acidificación que han sufrido por la lluvia ácida, generada a partir de los gases emitidos por la fundición. Con el objetivo de determinar si estas concentraciones de aluminio generan fitotoxicidad, y observar cómo es ésta, en relación a la distancia a la fuente de emisión de gases generadores de lluvia ácida y a la profundidad de muestreo, se tomaron muestras en cuatro sitios a distancias crecientes desde la fundición (D1 = 2,8 km; D2 = 3,9 km; D3 = 6,6 km y D4 = 7,2 km, este último usado como control) y a tres profundidades (P1 = 0-5 cm; P2 = 5-10 cm; y P3 = 10-20 cm), generándose doce situaciones. A partir de las muestras se prepararon extractos de suelo para realizar bioensayos de germinación con semillas de avena (Avena sativa L. cv. Nehuén), cebada (Hordeum vulgare L. cv. Libra) y lechuga (Lactuca sativa L. var. capitata cv. Cuatro Estaciones), como bio-indicadores. Luego de 120 horas de incubación de las semillas en oscuridad a una temperatura de 25 ± 1 °C se determinó el porcentaje de germinación relativo (PGR), el crecimiento radical relativo (CRR), el índice de germinación (IG) y la biomasa radical (BR) en base materia seca (mg MS raíces por semilla germinada). Para las tres especies, el CRR y el IG mostraron una alta correlación negativa con las concentraciones de aluminio intercambiable, mientras que el PGR y la BR no mostraron correlación, por lo que no se recomienda su uso en estudios de este tipo. A través del CRR y el IG se pudo observar la alta fitotoxicidad (CRR e IG menores o iguales al 50%) que provoca el aluminio intercambiable hasta la distancia de 6,6 km (D3). También se pudo observar la variación de la fitotoxicidad con la profundidad del suelo, siendo significativamente menor en el estrato más profundo. Entre las especies utilizadas como bio-indicadores la más tolerante fue la avena y la más sensible la lechuga. La avena y la cebada mostraron las correlaciones más altas entre sus valores CRR e IG con las concentraciones de aluminio en el suelo, presentando la cebada, en ambos casos, los mayores coeficientes de determinación, por lo que se la considera como el mejor bio-indicador del estudio.

The aim of this study was focused on the determination of aluminum phytotoxicity in soils affected by acid rain, associating the degree of phytotoxicity with the distance from the source of emission-generating acid rain and soil depth. Three different species of plants were also used to test the best bio-indicator of aluminum toxicity for the soils of the area: oat (Avena sativa L. cv. Nehuén), barley (Hordeum vulgare L. cv. Libra) and lettuce (Lactuca sativa L. var. capitata cv. Cuatro Estaciones). Soil samples were taken at four distances from the copper smelter Caletones (D1 = 2,8 km; D2 = 3,9 km; D3 = 6,6 km; and D4 = 7,2 km, the last one was used as control), and from three depths (P1 = 0-5 cm; P2 = 5-10 cm; and P3 = 10-20 cm). Soil solution from the samples were extracted and used in a bioassay of germination where the determination of the relative germination percentage (RGP), relative root growth (RRG), germination index (GI) and root biomass (RB) expressed as dry matter (mg root DM per germinated seed) were considered important aspects in this bioassay. Only RRG and GI had significant and negative correlation with the concentration of exchangeable aluminum in the three species. Aluminum phytotoxicity was observed in three sites near the smelter - D1, D2, and D3- with values ≤ 50%, which is considered as a high phytotoxicity level. On the other hand, the most distant site, D4, showed RRG and GI values greater than 80 %. These indexes were the highest, for all sites in the deeper layer (P3). Oat was the most aluminum resistant specie, being lettuce the most sensible to aluminum phytotoxicity. Barley had a better correlation between GI values with aluminum concentrations, thereby it was considered as the best bio-indicator of aluminum phytotoxicity in this research.