Evaluación de rasgos fitotóxicos y bioacumulación de plomo en acelgas (Beta vulgaris) y lechugas (Lactuca sativa L.) y su efecto generado en la interacción plantas-microorganismos rizosféricos

Abstract

El plomo es un elemento metálico tóxico que se encuentra presente en el suelo y en el agua de forma natural en concentraciones trazas. Su explotación a escala industrial ha llevado al aumento de su concentración en el ambiente y tomado por las plantas para luego pasar a organismos superiores como el ser humano a través del consumo directo o mediante la cadena trófica (IARC, 1980; FAO, 2011). Este trabajo evaluó el efecto agudo y crónico del plomo sobre semillas, plantas de acelga, lechuga y Pseudomonas fluorescens como microorganismo rizosférico en diferentes dosis de exposición, fundamentadas en las normas legales vigentes de Colombia para simular en condiciones controladas el efecto tóxico y bioacumulación del plomo en un agroecosistema hortícola durante 45 días. En esta investigación se observaron efectos tóxicos agudos y crónicos sobre semillas, plantas de acelga, lechuga en los diferentes experimentos de exposición, causando efectos tóxicos sobre la germinación y crecimiento de semillas mostrando disminución de la longitud de hipocótilo, radícula y un porcentaje de germinación inferior al 90%, en la dosis de 0,2 mg·L-1 en acelga, mientras que, en semillas de lechuga no se observaron tales diferencias. En el experimento de exposición crónica a plomo en condiciones controladas, se observó el efecto tóxico nocivo sobre el crecimiento de las plantas de ambas especies, así como también en el crecimiento de Pseudomonas fluorescens. La exposición crónica a plomo causó disminución de la biomasa vegetal en todas las dosis de exposición a plomo con respecto al control, así como también, bioacumulación del metal en el tejido vegetal de las plantas expuestas al finalizar los experimentos. En condiciones de hidroponía el plomo en hoja bioacumulado en hoja para acelga y lechuga fue de 0,7; 1,1 mg∙kg-1 Pb, mientras que, en condiciones de invernadero los valores de plomo fueron de 0,60; 0,66 mg∙kg-1 Pb en acelga para los tratamientos con fertilización con quelatos y sin quelatos, y en lechuga de 0,2; 0,4 mg∙kg-1 Pb en los mismos tratamientos, respectivamente. También, se observaron efectos tóxicos sobre el crecimiento de las bacterias (Pseudomonas fluorescens) a los 30 y 45 días de exposición con disminución del diámetro de las colonias y retraso en su crecimiento.

Abstract: Lead is a toxic metallic element that is present in soil and water naturally in trace concentrations. Its exploitation on an industrial scale has led to an increase in its concentration in the environment and taken by the plants to later pass to higher organisms such as the human being through direct consumption or through the trophic chain (IARC, 1980, FAO, 2011). This work evaluated the acute and chronic effects of lead on seeds, Swiss chard, lettuce and Pseudomonas fluorescens as a rhizospheric microorganism in different exposure doses, based on the current Colombian legal regulations for simulating the toxic effect and bioaccumulation of lead under controlled conditions. in a horticultural agroecosystem for 45 days. In this research, acute and chronic toxic effects were observed on seeds, Swiss chard plants and lettuce in the different exposure experiments, causing toxic effects on germination and seed growth, showing a decrease in hypocotyl length, radicle and a lower percentage of germination. to 90%, in the dose of 0,2 mg·L -1 in chard, while, in lettuce seeds, no such differences were observed. In the experiment of chronic exposure to lead under controlled conditions, the noxious toxic effect on the growth of the plants of both species was observed, as well as the growth of Pseudomonas fluorescens. Chronic exposure to lead caused a decrease in plant biomass in all doses of lead exposure with respect to control, as well as bioaccumulation of the metal in the plant tissue of the plants exposed at the end of the experiments. In hydroponic conditions, the lead in bioaccumulated leaves in leaf for chard and lettuce was 0,7; 1,1 mg∙kg-1 Pb, while, under greenhouse conditions, the lead values were 0,60; 0,66 mg∙kg-1 Pb in Swiss chard for treatments with chelated and chelate-free treatments, and in 0,2 lettuce; 0,4 mg∙kg-1 Pb in the same treatments, respectively. Also, toxic effects on the growth of the bacteria (Pseudomonas fluorescens) were observed at 30 and 45 days of exposure with decrease in the diameter of the colonies and delay in their growth.