Efectos de la aplicación de cadmio al suelo en plantas de cacao del clon as-cp 2661
- Villalaz-Pérez, Jhon Alexander 1
- Villarreal-Núñez, José Ezequiel 1
- Santo-Pineda, Adolfo 1
- Gutiérrez-Lezcano, Abiel 1
- Merino, Agustín 2
- 1 Instituto de Innovación Agropecuaria de Panamá.
- 2 Universidad Santiago de Compostela. Lugo, España. Departamento de Edafología y Química Agrícola.
ISSN: 2414-3278
Year of publication: 2024
Issue: 38
Pages: 105-125
Type: Article
More publications in: Ciencia Agropecuaria
Abstract
El objetivo de la investigación fue evaluar la absorción máxima de cadmio (Cd) en diferentes órganos de las plantas de cacao, así como determinar la bioacumulación y traslocación que presenta el clon AS-CP 26-61, al aplicar diferentes concentraciones de Cd en el suelo. Se utilizó un diseño completamente al azar, con seis tratamientos y tres repeticiones. El suelo utilizado fue del distrito de Almirante, Bocas del Toro, extraído hasta una profundidad de 30 cm. Se trató con CdSO4 diluido y aplicado en la superficie en dosis de 0 mg.kg-1; 4 mg.kg-1; 8 mg.kg-1; 12 mg.kg-1; 16 mg.kg-1 y 20 mg.kg-1. Pasados los seis meses, se tomaron muestras de suelo a dos profundidades (0 a 15 cm y 15 a 30 cm), así como de raíces, tallos y hojas, para determinar las concentraciones de Cd. Se analizaron los factores de bioacumulación y traslocación para conocer si el genotipo evaluado es hiperacumulador o exclusor de Cd. En los resultados se pudo comprobar que a medida que se incrementaba la dosis de Cd aplicado aumentó la concentración biodisponible en el suelo. Las hojas presentaron mayor concentración de Cd, seguido por las raíces y los tallos. El comportamiento de la planta de cacao con factores de bioacumulación del Cd mayor de 1 y de translocación menor a 1, corresponden a una planta fitoacumuladora. Se concluye que el clon evaluado AS-CP-2661 no transfiere el metal de la raíz hacia el tallo y las hojas, en dosis aplicada en el suelo menores de 8 mg.kg-1.
Bibliographic References
- AbuShady, M., Fathy, H., Fathy, G., A., Abd El Fatah, S., Ali, A., y Abbas, M. (2017). “Blood lead levels in a group of children: the potential risk factors and health problems.” Journal de Pediatria, 93(6), 619–624. https://doi.org/10.1016/j.jped.2016.12.006
- Albacete, A., Martínez-Andújar, C., Martínez-Pérez, A., Thompson, A. J., Dodd, I. C., y Pérez-Alfocea, F. (2015). Unravelling rootstock× scion interactions to improve food security. Journal of experimental botany, 66(8), 2211-2226. https://doi.org/10.1093/jxb/erv027
- Alvarado, C. J., Dasgupta-Schubert, N., Ambriz, E., Sánchez-Yañez, J. M., y Villegas, J. (2011). Hongos micorrízicos arbusculares y la fitorremediación de plomo. Revista internacional de contaminación ambiental, 27(4), 357-364. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-49992011000400008
- Alloway, B. J. (2013). Sources of heavy metals and metalloids in soils. In Heavy metals in soils. Springer Netherlands. pp.11-50. https://doi.org/10.1007/978-94-007-4470-7_2
- Antoine, J., Hoo Fung, L., y Grant, CH. (2017). Assessment of the potential health risks associated with the aluminium, arsenic, cadmium and lead content in selected fruits and vegetables grown in Jamaica. Toxicology Reports, 4, 181–187. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2017.03.006
- Argüello, D., Chávez, E., Lauryssen, F., Vanderschueren, R., Smolders, E., y Montalvo, D. (2019). Soil properties and agronomic factors affecting cadmium concentrations in cacao beans: a nationwide survey in Ecuador. Sci Total Environ, 649, 120–127. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.08.292
- Arévalo-Hernández, C. O., Arévalo-Gardini, E., Barraza, F., Farfán, A., He, Z., y Baligar, V. C. (2021). Growth and nutritional responses of wild and domesticated cacao genotypes to soil Cd stress. Science of the Total Environment, 763, 144021. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144021
- Arévalo-Gardini, E., Arévalo-Hernández, C. O., Baligar, V. C., y He, Z. L. (2017). Heavy metal accumulation in leaves and beans of cacao (Theobroma cacao L.) in major cacao growing regions in Peru. Science of the Total Environment, 605, 792-800. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.06.122
- Arévalo-Gardini, E., Obando-Cerpa, M. E., Zúñiga-Cernades, L. B., Arévalo-Hernández, C. O., Baligar, V., y He, Z. (2016). Metales pesados en suelos de plantaciones de cacao (Theobroma cacao L.) en tres regiones del Perú. Ecología aplicada, 15(2), 81-89. http://dx.doi.org/10.21704/rea.v15i2.747
- Arvelo Sánchez, M. A., González León, D., Maroto Arce, S., Delgado López, T., y Montoya Rodríguez, P. (2017). Manual técnico del cultivo de cacao: prácticas latinoamericano de Cooperación para la Agricultura. San José, C.R.: IICA. 165 p. https://pdfslide.net/documents/manual-tecnico-del-cultivo-de-cacao-practicas-latinoa-manual-tecnico-del.html
- Avendaño, A. C. H., Mendoza, L. A, Hernández, G. E., López, G. G., Martínez, B. M., Caballero, P. J. F., Guillen, D. S., y Espinosa, Z. S. (2013). Mejoramiento genético participativo en cacao (Theobroma cacao L.). Agro productividad, 6(5), 71-80. https://revista-agroproductividad.org/index.php/agroproductividad/article/view/487
- Barraza, F., Schreck, E., Lévêque, T., Uzu, G., López, F., Ruales, J., Prunier, J., Marquet, A., y Maurice, L. (2017). Cadmium bioaccumulation and gastric bioaccessibility in cacao: a feld study in areas impacted by oil activities in Ecuador. Environ Pollut 29, 950-963. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.07.080
- Baker, J. M. (1981). Accumulators and Excluders Strategies in Response of Plants to Heavy Metals. Journal of Plant Nutrition. Journal of Plant Nutrition, 3, 643-654. https://doi.org/10.1080/01904168109362867.
- Bowie, S. H. U., y Thornton, I. (1985). Environmental geochemistry and health. D. Reidel Publishing Company, Lancaster, PA.
- Bravo, I. D. S. B., Arboleda, C. A. A., y Peinado, F. J. M. (2014). Efecto de la Calidad de la Materia Orgánica asociada con el Uso y Manejo de Suelos en la Retención de Cadmio en Sistemas Altoandinos de Colombia. Acta Agronómica, 63(2), 164-174. http://dx.doi.org/10.15446/acag.v63n2.39569
- Bremner, J. M., y Mulvaney, C. S. (1983). Nitrogen total. In: Page, A. L., R. H. Miller, and D. R. Keeney (eds). Methods of Soil Analysis. Part II. American Society of Agronomy. No 9 in Agronomy Series. Madison, Wisconsin. USA. pp. 595-624. https://doi.org/10.2134/agronmonogr9.2.2ed.c31
- Bouyoucos, G. J. (1962). Hydrometer Method Improved for Making Particle Size Analysis of Soils. Agronomy Journal, 54, 464-465. http://dx.doi.org/10.2134/agronj1962.00021962005400050028x
- Burt, R., Wilson, M. A., Keck, T. J., Dougherty, B. D., Strom, D. E. y Lindahl, J. A. (2003). Trace Element Speciation in Selected Smelter-Contaminated Soils in Anaconda and Deer Lodge Valley, Montana, USA. Advances in Environmental Research, 8, 51-67.
- Calabrese, E. J., Bachmann, K. A., Bailer, A. J., Bolger, P. M., Borak, J., Cai, L., Cedergreen, N., Cherian, M. G., Chiueh, Ch. C., Clarkson, T. W., Cook, R. R., Diamond, D. M., Doolittle, D. J., Dorato, M. A., Duke, S. O., Feinendegen, L., Gardner, D. E., Hart, R. W., Hastings, K. L., Hayes, A. W., y Mattson, M. P. (2007). Biological stress response terminology: integrating the concepts of adaptive response and preconditioning stress within a hormetic dose–response framework. Toxicology and applied pharmacology, 222(1), 122-128.
- Casteblanco, J. (2018). «Heavy metals remediation with potential application in cocoa cultivation». En: La Granja 27.1, 21-35. https://bit.ly/33ffMhn
- Clemente Huachen, J. P., Medina Contreras, J., Pfuño, J. D. L., Pariona Aguilar, L. A., y Gutiérrez Vílchez, P. P. (2021). Fitorremediación en suelos contaminados con Cd usando girasol (Helianthus annuus L. var. Sunbright). Acta Agronómica, 70(2), 163-170. https://doi.org/10.15446/acag.v70n2.94208
- Díaz-Romeu, R., y Hunter, A. (1978). Metodologías de Muestreo de suelos. Análisis químico de suelos y tejido vegetal y de Investigaciones en invernadero. Turrialba, Costa Rica. C.R. pp.70. http://orton.catie.ac.cr/repdoc/A4008e/A4008e.pdf
- Dinu, C., Vasile, G. G., Buleandra, M., Popa, D. E., Gheorghe, S., y Ungureanu, E. M. (2020). Translocation and accumulation of heavy metals in Ocimum basilicum L. plants grown in mining-contaminated soil. Journal of Soils and Sediments, 20, 2141-2154. https://doi.org/10.1007/s11368-019-02550-w
- Di Rienzo, J. A., Casanoves, F., Balzarini – Italy, M. G., González, L., Tablada, M., Robledo, C. W. (2015). InfoStad Version (2008). Transfer Center InoStad, FCA, National University of Cordoba, Argentina.
- Engbersen, N., Gramlich, A., Lopez, M., Schwarz, G., Hattendorf, B., Gutierrez, O., y Schulin, R. (2019). Cadmium accumulation and allocation in different cacao cultivars. Science of The Total Environment, 678, 660-670. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.05.001
- Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura y Organización Mundial de la Salud. (2014). Comisión del Códex Alimentarius. Programa conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias CX/CF 15/9/6. diciembre de 2014. ftp://ftp.fao.org/codex/meetings/cccf/cccf9/cf09_06s.pdf
- Gutiérrez, A. (2020). Caracterización Morfológica de tres genotipos criollos promisorios de Theobroma cacao L. Ciencia Agropecuaria, (30),150-169. http://revistacienciaagropecuaria.ac.pa/index.php/ciencia-agropecuaria/article/view/134/98
- Hidalgo, N. (2014). Algunos métodos de propagación del cultivo de cacao Theobroma cacao L. Ministerio de Agricultura y Ganadería, Dirección Regional Brunca. INFOAGRO.
- Huertos, E. G., y Baena, A. R. (2008). Contaminación de suelos por metales pesados. MACLA, revista de la Sociedad Española de Mineralogía, (10), 48-60.
- Intawongse, M., y Dean, J. R. (2006). Uptake of heavy metals by vegetable plants grown on contaminated soil and their bioavailability in the human gastrointestinal tract. Food Additives and Contaminants, 23(1), 36-46. https://doi.org/10.1080/02652030500387554
- Kabata-Pendias, A. (2010). Trace Elements in Soils and Plants (4th ed.). Taylor and Francis Group. CRC Press. Michigan, USA. 505 p.
- Kabata-Pendias, A. (2004). Soil–plant transfer of trace elements—an environmental issue. Geoderma, 122(2), 143-149.
- Lehmann, J., Coumou, D., Frieler, K., Eliseev, A. V. y Levermann, A. (2014). Cambios futuros en las trayectorias de tormentas extra tropicales y baroclinicidad bajo el cambio climático. Cartas de investigación ambiental, 9 (8), 084002. http://stacks.iop.org/ERL/9/084002/mmedia
- Lewis, C., Lennon, A. M., Eudoxie, G., y Umaharan, P. (2018). Genetic variation in bioaccumulation and partitioning of cadmium in Theobroma cacao L. Science of the Total Environment, (640-641), 696–703. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.365
- Llatance, W. O., Gonza, C. J., Guzmán, W., y Pariente, E. (2018). Bioacumulación de cadmio en el cacao (Theobroma cacao L.) en la Comunidad Nativa de Pakun, Perú. Revista Forestal del Perú, 33(1), 63-75. http://dx.doi.org/10.21704/rfp.v33i1.1156
- López, Y., Cunias, M., y Carrasco, Y. (2020). El cacao peruano y su impacto en la economía nacional. Universidad y Sociedad, 12(3), 344-352. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S2218-36202020000300344
- McGrath, S. P., y Loveland, P. J. (1992). The Soil Geochemical Atlas of England and Wales. Blackie Academic and Professional.
- Meter, A., Atkinson, R. J., y Laliberte, B. (2019). Cadmium in Cocoa from Latin America and the Caribbean – Analysis of research and potential solutions for mitigation. Bioversity International, Rome. https://scioteca.caf.com/bitstream/handle/123456789/1505/Cadmio_en_el_cacao_de_America_Latina_y_el_Caribe.pdf
- Mehlich, A. (1984). Mehlich 3 soil test extractant: A modification of Mehlich 2 extractant. Communications in soil science and plant analysis, 15(12), 1409-1416. https://doi.org/10.1080/00103628409367568
- Ministerio del Ambiente. (2014). Guía para Muestreo de Suelos. En el marco del Decreto Supremo No 002-2013-MINAM, Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para suelo. https://www.minam.gob.pe/wp-content/uploads/2014/04/GUIA-MUESTREO-SUELO_MINAM1.pdf
- Puentes, P. Y. J., Menjivar, J. C., y Aranzazu, F. (2016). Concentration of nutrients in leaves, a tool for nutritional diagnosis in cocoa. Agronomía Mesoamericana, 27(2), 329-336.
- Rosas-Patiño, G., Puentes-Páramo, Y.J., y Menjívar Flores, J. C. (2017). Relación entre el pH y la disponibilidad de nutrientes para cacao en un entisol de la Amazonia colombiana. Corpoica Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 18(3), 529-541. https://doi.org/10.21930/rcta.vol18_num3_art:742
- Shahid, M., Dumat, C., Khalid, S., Schreck, E., Xiong, T., y Niazi, N. K. (2017). Foliar heavy metal uptake, toxicity and detoxification in plants: A comparison of foliar and root metal uptake. Journal of hazardous materials, 325, 36-58. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.11.063
- Snoeck, D., Koko, L., Joffre, J, Bastide, P., y Jagoret, P. (2016). Cacao nutrition and fertilization. In: Lichtfouse (ed) Sustainable agriculture reviews. Springer International Publishing, Switzerland 19, 155–202. https://doi.org/10.1007/978-3-319-26777-7_4
- Song, Y., Jin, L., y Wang, X. (2020). Cadmium absorption and transportation pathways in plants. International journal of phytoremediation, 19(2), 133-141. https://doi.org/10.1080/15226514.2016.1207598
- Sut-Lohmann, M., Jonczak, J., y Raab, T. (2020). Phyto filtration of chosen metals by aquarium liverwort (Monosoleum tenerum). Ecotoxicology and environmental safety, 188, 109844. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.109844
- Teixeira, P. C., Donagemma, G. K., Fontana, A., y Teixeira, W. G. (2017). Manual de métodos´de análise do solo. 3.ed. rev. e ampl. Brasilia, DF: Embrapa, 573 p. https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/handle/doc/1085209
- Torres, C. P., y Otiniano, A. J. (2021). Innovación tecnológica en cacao andino Producto 4. Informe sobre absorción de cadmio y manejo agronómico y su validación en vivero.
- Unión Europea. (2014). Reglamento (CE) No 488/2014, que modifica el Reglamento (CE) 1881/2006 por lo que respecta al contenido máximo de cadmio en los productos alimenticios. Reglamento de la Comunidad Europea, Bélgica, 138/78. https://www.boe.es/doue/2014/138/L00075-00079.pdf
- United States Environmental Protection Anency. (2002). Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (US EPA) Orientación complementaria para desarrollar niveles de detección de suelos para sitios de superfondos.
- United States Environmental Protection Anency. (2007). Method 3051A (SW-846): Microwave Assisted Acid Digestion of Sediments, Sludges, and Oils. Revision 1. Washington, DC.
- Verbruggen, N., Hermans, C., y Schat, H. (2009). Mechanisms to cope with excess arsenic or cadmium in plants. Current opinion in plant biology, 12(3), 364-372. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2009.05.001
- Yazdanbakhsh, A., Alavi, S. N., Valadabadi, S. A., Karimi, F., y Karimi, Z. (2020). Heavy metals uptake of salty soils by ornamental sunflower, using cow manure and biosolids: A case study in Alborz city, Iran. Air, Soil and Water Research, 13, 1178622119898460. https://doi.org/10.1177/117862211989
- Walkley, A., y Black, A. I. (1934). An examination of the method for determination soil organic matter, and a proposed codification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37, 29-38. https://ui.adsabs.harvard.edu/link_gateway/1934SoilS..37...29W/doi:10.1097/00010694-193401000-00003