Estudio de la toxicidad del cobre, adicionado al estado de CuSO4 y de CuO, sobre Noticastrum sericeum cultivadas en dos tipos de substratos

Abstract

La realización de estudios que permitan determinar los efectos fitotóxicos producidos por el cobre son de gran relevancia hoy en día, debido a que el aumento de elementos químicos tóxicos en los suelos de los ambientes terrestres producto de las actividades humanas, está produciendo grandes trastornos en los ecosistemas mundiales. Particularmente, se debe considerar que en Chile, la industria minera del cobre ha liberado al ambiente grandes volúmenes de desechos sólidos y líquidos ricos en metales pesados, principalmente entre las regiones lll y Vll, generando problemas muy importantes de contaminación del suelo, los cuales podrían ser altamente desfavorables para la vida vegetal. Para obtener información sobre el grado de toxicidad producido por los metales pesados sobre los vegetales, se pueden realizar bioensayos, los que tienen por objeto, evaluar el efecto de un elemento químico adicionado al substrato de crecimiento sobre diversos endpoints o respuestas morfofisiológicas de las plantas. Adicionalmente, se pueden realizar análisis químicos y/o fisicoquímicos posteriores a estos ensayos, los que permiten determinar la concentración existente de estos metales, tanto en el suelo como en vegetales. De acuerdo a lo anterior, el presente estudio fue orientado a determinar tanto cualitativa como cuantitativamente, los efectos tóxicos producidos por dos formas químicas de cobre (CuSO4 y CuO), adicionadas en concentraciones de 0, 10 y 100 mg/kg o mg/L, sobre plántulas de Noticastrum seiceum (planta herbácea perenne, nativa de la zona central de Chile), las cuales fueron cultivadas en dos tipos de substratos de crecimiento: tierra de hoja comercial y solución acuosa de Ca(NO3)2 0,5 g/l La observación del estado de cada una de las plántulas sometidas a ensayo, indicó que aquellas plántulas cultivadas en soluciones de Ca(NO:)z 0,5 g/L enriquecidas con cobre, fueron mayormente afectadas por las adiciones de ambas formas de cobre que aquellas plántulas crecidas en substrato sólido enriquecido con las mismas formas químicas de este metal. Este efecto fue claramente evidenciado

en aquellas plántulas mantenidas en soluciones enriquecidas con 10 y 1 00 mg/L de CuSO4, donde la totalidad de las plántulas mostró necrosidad total, tanto en raíces como en vástagos, a partir de los primeros días de iniciado el ensayo. Los efectos tóxicos evidenciados en las plántulas sometidas a ensayo, fueron congruentes con los análisis fisicoquímicos realizados a las muestras de tierra de hoja, la cual presentó en promedio un 54,5% de materia orgánica, un pH de 7,2 en CaCl2 y de 7,8 en agua y una CIC de 53,0 meq/100g.. La determinación de los contenidos de cobre total de cada una de las muestras de substrato sólido sometidas a ensayo, indicó que las concentraciones de cobre total experimental, las cuales variaron entre los 37 ,25 y 139,8 mg/kg, estuvieron muy cerca de las concentraciones teóricamente adicionadas, y fueron muy superiores a las concentraciones de cobre soluble (cuyo rango de variación fue de 0,013-0,194 mg/kg) y de cobre iónico (las cuales fluctuaron en un rango de 7,93x10-11 a 2,06x10-8 mg/kg). Tales resultados se atribuyen a la posible complejación del cobre con la materia orgánica del substrato sólido. Por su parte, los niveles de cobre presentes en los vegetales sometidos a ensayo, concordaron con las respuestas morfofisiológicas evidenciadas por las plántulas, ya que se observó que aquellas plántulas mantenidas en soluciones de Ca(NO¡)z 0,5 g/L enriquecidas con cobre, presentaron concentraciones de cobre muy superiores a las plántulas crecidas en substrato sólido enriquecido con este mismo metal, tanto en raíces como en vástagos. Las concentraciones de cobre en las raíces de las plántulas cultivadas en solución variaron entre los 3,8 y 8.110 mg/kg, y en el caso de las raíces de las plántulas mantenidas en substrato sólido, las concentraciones de cobre variaron entre los 20,4 y 130,4 mg/kg, considerando que estas concentraciones corresponden al conjunto de las 10 réplicas de cada tratamiento. Estos resultados se debieron principalmente a que los niveles de cobre biodisponibles para las plántulas mantenidas en substrato líquido fueron bastante superiores a los niveles fitodisponibles en substrato sólido.

Por último, la realización de análisis estadísticos permitió establecer la existencia de alguna relación entre los contenidos metálicos de las muestras de substrato sólido y de tejidos vegetales. Por lo tanto, mediante la realización del presente estudio se logró demostrar la gran importancia que presenta el tipo de substrato de crecimiento y la forma química de cobre adicionada a estos substratos, en relación a los efectos tóxicos evidenciados en las plántulas sometidas a ensayo