Metales traza (As, Cd, Co, Cr, Ni, Pb) en plantaciones bananeras de Costa Rica y efecto del cromo en el crecimiento y la absorción de nutrimentos en plantas de banano (Musa AAA)

Abstract

Los metales traza son elementos que se encuentran en bajas concentraciones en el ambiente, generalmente menores a mil partes por millón. Algunos de estos elementos son requeridos en el ciclo de vida de diferentes seres vivos, por lo que se les conoce como micronutrimentos; otros en cambio, no tienen un rol biológico y son tóxicos. Su determinación es importante como parte de las estrategias para mantener la salud y calidad de los suelos agrícolas. Por esta razón, se realizó un estudio para determinar la concentración de metales traza no esenciales en plantaciones de banano en Costa Rica. El estudio se llevó a cabo en diez plantaciones comerciales, se tomaron muestras de suelo, de tejido foliar y raíces. Para analizar las muestras de suelo se utilizaron dos metodologías: (i) extracción con disolución Mehlich 3 y (ii) digestión ácida, ambas seguidas de análisis ICP/OES. Esta última técnica también fue usada para el análisis del tejido vegetal. Se encontraron niveles bajos de arsénico (<19 mg kg-1), cadmio (<1,2 mg kg-1) y plomo (<0,1 mg kg-1) y niveles más altos de cobalto (<33 mg kg-1), níquel (<55 mg kg-1) y cromo (<88 mg kg-1) en los suelos, comparados con las concentraciones promedio mundiales. Estas concentraciones fueron menores a las reportadas en suelos bananeros de otros países. Este resultado es relevante porque evidencia un menor impacto de estos metales en las plantaciones de banano en suelo costarricense. De acuerdo con la metodología de Mehlich 3, las concentraciones promedio fueron: arsénico 0,06 mg kg-1, cadmio 0,10 mg kg-1, cromo 0,09 mg kg-1, plomo 0,04 mg kg-1, cobalto 0,51 mg kg-1 y níquel 0,43 mg kg-1. Estas concentraciones fueron inferiores a los niveles críticos de toxicidad establecidos para las plantas. Las concentraciones no excedieron los 5 mg kg-1 en las hojas y los 10 mg kg-1 en las raíces. Debido a que el cromo fue el metal que presentó los mayores contenidos se evaluó el efecto de Cr (III) y Cr (VI) sobre el crecimiento y la absorción de nutrimentos en plantas de banano en invernadero. Las plantas no mostraron síntomas visibles de toxicidad en concentraciones en el suelo hasta 150 mg kg-1 de Cr (VI) y hasta 350 mg kg-1 de Cr (III). El tratamiento con Cr (III) aumentó el peso de las plantas, mientras que el Cr (VI) disminuyó el peso de las raíces, con respecto al peso de plantas no expuestas al metal. Con el Cr (III) se presentó un posible fenómeno de hormesis, mejorando el crecimiento de la planta de banano. Ambos tipos de cromo se almacenaron en la raíz, como un mecanismo de tolerancia de la planta. El cromo en el suelo provocó cambios significativos en la concentración de nutrimentos de las plantas. Mayor contenido de potasio y fósforo, así como menor de hierro y cobre, fue observado en las raíces. En las hojas se observó un aumento del manganeso y una disminución de hierro y zinc. En esta investigación se encontraron bajos niveles de metales traza en las plantas de banano, tanto en las raíces como en las hojas. No se detectó arsénico ni plomo en ninguna de las muestras y los niveles de cadmio y cobalto se encontraron por debajo del límite de cuantificación del método. Únicamente las concentraciones de cromo y níquel pudieron ser efectivamente cuantificadas en los tejidos evaluados, pero éstas no superaron los 10 mg kg- 1. Estos resultados están de acuerdo con las bajas concentraciones de metales traza (menores a 2 mg kg-1) encontradas en la fracción extraíble de los suelos.