Comparación de Varias Especies de Microorganismos Degradadores

Comparación de varias especies de microorganismos degradadores de carbamatos para determinar la

mejor opción para el tratamiento biológico de suelos contaminados con Carbaryl en plantaciones

bananeras

Esteban Carpio Suárez

Introducción

Históricamente, muchos países de Latinoamérica han estado fuertemente ligados al desarrollo de la industria bananera, en la cual ha sido común el uso intensivo de pesticidas para el control de plagas que afectan a los cultivos de esta fruta (Araya, 2004).

Introducción

Adicional al impacto ambiental que suponen los residuos de pesticidas aplicados, se ha determinado que la pérdida de la calidad del suelo que produce la aplicación de estas sustancias se relaciona directamente con una disminución de la productividad (INIBAP et. al., 2004).

Introducción

(INIBAP et. al., 2004)

El Carbaryl

(Xu, 2000)

La biodegradación acelerada: Un círculo viciosoAlgunas especies de microorganismos se han adaptado a la presencia de los pesticidas en el suelo, e incluso en ciertos casos han acelerado el proceso natural de biodegradación, provocando pérdida en la efectividad de las aplicaciones, lo que se traduce en el uso de una mayor dosis para lograr el efecto deseado y un costo de producción incrementado (Araya, 2004)

La biodegradación acelerada: Un círculo vicioso

Entre las especies más importantes que se han identificado en la aceleración de la biodegradación de carbamatos se encuentran las siguientes: Achromobacter sp., Penicillium sp., Arthrobacter, Pseudomonas sp., Nocardia y Bacillus sp. (Araya, 2004).

Carbofuran > Carbaryl > Propoxur > Aldicarb > O-nitofenildimetilcarbamato (Araya, 2004).

Legislación Ecuatoriana

(Ministerio de Ambiente, 2004)

Objetivo

El objetivo de este trabajo es comparar varias especies de microorganismos propuestas en investigaciones con respecto a la biodegradación del carbaryl, para determinar cuál es la mejor opción a aplicar en la remediación biológica de suelos contaminados con este pesticida en plantaciones bananeras.Se compararán los procesos de biodegradación de cinco cepas de Pseudomonas sp. , una cepa de Arthrobacter sp. y una cepa de Citrobacter sp.

Hidrólisis de Carbaryl por medio de Pseudomonas sp. y construcción de un consorcio microbiano que metabolice completamente Carbaryl.

(Chapalamagu et. al.,1991)

Hidrólisis de Carbaryl por medio de Pseudomonas sp. y construcción de un consorcio microbiano que metabolice completamente Carbaryl.

Hidrólisis de Carbaryl por medio de Pseudomonas sp. y construcción de un consorcio microbiano que metabolice completamente Carbaryl.

Metabolismo de carbaryl vía ,2-Dihidroxrinafaleno por las cepas C4, C5 y C6 de Pseudomonas sp. asiladas del suelo.

(Swetha et. al., 2005)

Metabolismo de carbaryl vía ,2-Dihidroxrinafaleno por las cepas C4, C5 y C6 de Pseudomonas sp. asiladas del suelo.

(Swetha et. al., 2005)

Metabolismo de carbaryl vía ,2-Dihidroxrinafaleno por las cepas C4, C5 y C6 de Pseudomonas sp. asiladas del suelo.

(Swetha et. al., 2005)

Metabolismo de carbaryl vía ,2-Dihidroxrinafaleno por las cepas C4, C5 y C6 de Pseudomonas sp. asiladas del suelo.

(Swetha et. al., 2005)

Función de dos Plásmidos en la Degradación de Carbaryl por Arthrobacter sp. cepa RC100

(Hayatsu et. al., 1998)

Función de dos Plásmidos en la Degradación de Carbaryl por Arthrobacter sp. cepa RC100

Aislamiento, caracterización y aplicación e poblaciones bacterianas de suelos agrícolas de la Provincia de Sohag, Egipto.

(Bahig et. al., 2008)

Aislamiento, caracterización y aplicación e poblaciones bacterianas de suelos agrícolas de la Provincia de Sohag, Egipto.

(Bahig et. al., 2008)

Comparación

(Hayatsu et. al., 1998)

(Chapalamagu et. al.,1991)

(Swetha et. al., 2005)

Comparación

Resultados

La mejor opción para la biodegradación de suelos contaminados con carbaryl en la industria bananera es la cepa RC100 de Arthrobacter sp., y en segundo lugar optaría por el uso del consocio de las cepas 50581 y 50552 de Pseudomonas sp., tanto por las tazas de degradación de carbaryl, el tiempo en que lo hacen, y el costo de la preparación del medio de cultivo.

Conclusiones

La mejor opción es el uso de la cepa RC100 de Arthropobacter sp. debido a los resultados mostrados en cuanto a la taza más eficiente de degradación de este carbamato en comparación a las revisadas en los demás estudios y a la relativa sencillez de los componentes del medio de cultivo, lo que supone una inversión menor en la escalada para un proceso de bioremediación de suelos.

ConclusionesEl uso del consorcio de las cepas 50581 y 50552 de Pseudomonas sp. también mostró ser efectivo para la degradación de carbaryl pero no se lo aconsejó como la alternativa principal debido a la dificultad que podría suponer el aislamiento de estas dos cepas. También influyó el hecho de la especificidad que han desarrollado estas dos bacterias para la degradación específica de carbaryl, ya que no fueron efectivos al momento de degradar otros carbamatos, lo cual contrasta con la habilidad mostrada por las demás cepas para crecer en otros carbamatos como fuente única de carbón y energía.

Conclusiones

No se propuso el uso de las cepas C4, C5 y C6 de Pseudomonas sp. debido a la falta de información sobre las tazas de degradación de carbaryl

Conclusiones

La bibliografía revisada coincide, en que con respecto a los parámetros críticos para el desarrollo de bacterias degradadoras de carbaryl en laboratorio, se debe mantener una temperatura de 30ºC y un pH entre 6.8 y 8.

Recomendaciones

Realizar un estudio taxonómico de las cepas analizadas, que nos permita identificar a qué especie pertenecen y tener un conocimiento más amplio de sus características

Recomendaciones

Complementar la información bibliográfica referente a la capacidad de degradación de pesticidas de las cepas C4, C5 y C6 de Pseudomonas sp., para determinar si su aplicación en tratamiento de suelos contaminados con carbaryl es económicamente factible

Recomendaciones

Tomando en cuenta los parámetros críticos expuestos anteriormente, se debería revisar si se requieren las mismas condiciones para la escalada a un bioproceso a nivel de landfarming o biopilas para tratamiento ex situ o bioaumentación para tratamientos in situ.

Bibliografía- Araya, M., 2004, “La Biodegradación Acelerada de Nematicidas No-Fumigantes en Plantaciones Comerciales de Banano (Musa AAA)” CORBANA S.A. Guápiles, Costa Rica.

- Bahig, A., Aly, E., Khaled, A., Amel, K., 2008, “Isolation, Characterization and application of bacterial population from agricultural soil at Sohag Province, Egypt” Sohag University, Egipto.

- Chapalamagu, S., Chaudhry, R., 1991, “Hydrolysis of Carbaryl by a Pseudomonas sp. and Construction of a Microbial Consortium That Completely Metabolizes Carbaryl” Oakland University.

- Hayatsu, M., Hirano, M., Nagata, T., 1998, “Involvement of Two Plasmids in the Degradation of Carbaryl by Arhthrobacter sp. Strain RC100” National Institute of Food, Tukuba, Japón.

- Ministerio de Ambiente, 2004, “Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria Capítulo VI Anexo 1: NORMA DE CALIDAD AMBIENTAL Y DE DESCARGA DE EFLUENTES : RECURSO AGUA”

- INIBAP, CATIE, CORBANA, INIA, IDIAP, IDIAF, CEDAF, 2004, “Innovaciones tecnológicas para el manejo de la calidad y salud de suelos bananeros de América Latina y el Caribe” INIBAP. Washington, Estados Unidos.

- Swetha, V., Phale, P., 2005, “Metabolism of Carbaryl via 1,2-Dihydroxynaphthalene by Soil Isolates Pseudomonas sp. Strains C4, C5 and C6. Institute of Technology, Bombay, India.

- Xu, S., 2000, “Environmental Fate of Carbaryl” Environmental Monitoring & Pest Management. Sacramento, Estados Unidos.