TÍTULO DEL PROYECTO: EVALUACIÓN DE EXTRACTOS DE Aloe vera EN LA BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR PESTICIDAS EMPRESA BENEFICIADA: Mezclas y Fertilizantes S.A. de C.V. MODALIDAD: PROINNOVA MONTO DE APOYO OTORGADO POR EL CONACYT: $1,307,670.00 MN
OBJETIVO DEL PROYECTO: Demostrar la actividad de extractos hidroalcohólicos de Aloe vera, como agentes para remediación de suelos contaminados por pesticidas y la consecuente reducción de restos de pesticida en cultivos BREVE DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: Se evaluó la capacidad de extractos hidroalcohólicos de sábila para remediar problemas en tres tipos de suelo (franco, arenoso y arcilloso) ocasionados por la contaminación con el herbicida Atrazina, así como para disminuir la presencia de restos de los pesticidas Clorotalonil y Clorpirifos en cultivos de jitomate y lechuga. Adicionalmente, se evaluó la capacidad de germinación de semillas de frijol en suelos contaminados con el herbicida Atrazina comparados con suelos contaminados y posteriormente tratados con sábila. Finalmente, se aislaron cepas bacterianas capaces de degradar los tres pesticidas, con el objetivo de complementar la posible actividad del extracto de sábila con un consorcio bacteriano que coadyuve en la biorremediación de suelos contaminados INSTITUCIONES VINCULADAS: Instituto Tecnológico de Tlajomulco, Jalisco y Centro de Investigación y Estudios Avanzados del IPN, Unidad Irapuato
PRINCIPALES ACTIVIDADES REALIZADAS 1) Se trabajó con tres tipos de suelo: arcilloso, franco y arenoso. El suelo arcilloso se colectó del Rancho Santa Rosa, Apaseo el Grande, Gto. y se utilizó como base para la preparación de suelo arenoso (mezcla 1:1 de arena y suelo arcilloso) y suelo franco (15% de suelo arcilloso, 45% de arena y 40% de tierra limo). 2) Se preparó un extracto hidroalcohólico de sábila y se determinaron la concentración de fenoles y flavonoides totales, la presencia de Aloina y la cantidad de proteína; como parámetros de calidad del extracto. 3) Se contaminaron los tres tipos de suelo con el herbicida Atrazina y se tomaron muestras antes y después de la adición del herbicida, para determinar la cantidad de Atrazina presente en el suelo. Se deteminó ph, respiración, salinidad y biomasa microbiana en todos los suelos. 4) Se trataron los tres tipos de suelo con extracto de Aloe vera para, posteriormente, determinar mediante cinética contra tiempo, la concentración de Atrazina presente en el suelo. Se deteminó ph, respiración, salinidad y biomasa microbiana en todos los suelos.
PRINCIPALES ACTIVIDADES REALIZADAS 5) Se sembraron plantas de lechuga y jitomate y se asperjaron los jitomates y lechugas (aplicación foliar) con el fungicida Clorotalonil y con el insecticida Clorpirifos, para posteriormente tratarlos con el extracto de sábila y monitorear mediante cinética contra tiempo, los residuos de los mencionados pesticidas 6) Se sembraron semillas de frijol en los tres tipos de suelo contaminado con Atrazina para evaluar la inhibición de la germinación que provoca la contaminación con el herbicida, contra los suelos contaminados y tratados posteriormente con sábila 7) Se aislaron bacterias degradadoras de los tres pesticidas y se caracterizaron, con la finalidad de enriquecer una posible fórmula reparadora de suelos contaminados
RESULTADOS DEL PROYECTO SUELOS CONTAMINADOS CON ATRAZINA Aunque no se detectó disminución en las concentraciones de la molécula presentes en ninguno de los tres tipos de suelo contaminados y posteriormente tratados con Aloe vera, si fue posible observar un efecto benéfico por la adición del extracto en a) disminución de la elevada salinidad que provoca en los tres diferentes tipos de suelo la presencia de altas concentraciones del herbicida; b) recuperación de los niveles de respiración que disminuyen a causa de la contaminación, evidente durante los primeros 15 días posteriores al tratamiento con sábila en suelo franco y arenoso y sostenida hasta 24 días después, alcanzando incluso niveles mayores a los del suelo no contaminado, en suelo arcilloso; c) recuperación de la biomasa microbiana en suelo arcilloso, aunque no en suelos arenoso y franco y d) reversión del efecto deletéreo que causa la contaminación sobre la capacidad de germinación de semillas de frijol y el desarrollo de las plantas, en suelo franco y arcilloso, pero no en suelo arenoso.
RESULTADOS DEL PROYECTO DEGRADACIÓN DE CLOROTALONIL Y CLORPIRIFOS EN PLANTAS DE LECHUGA Y JITOMATE La adición por aspersión foliar del extracto de Aloe vera a cultivos de jitomate y lechuga contaminados con el fungicida clorotalonil y el insecticida clorpirifos, tuvo un efecto de reducción de la concentración del pesticida en el material vegetal solamente en el caso de lechuga contaminada con clorpirifos y de jitomate contaminado con clorotalonil. AISLAMIENTO DE BACTERIAS CAPACES DE DEGRADAR PESTICIDAS Se tomaron muestras de suelos tratados con los pesticidas de interés y se aislaron bacterias capaces de crecer en medio LB adicionado con diferentes concentraciones de los plaguicidas, hasta 500mg/ml. Se obtuvieron un total de 39 aislados que crecen en presencia de los diferentes pesticidas. Se realizó una caracterización preliminar de las cepas mediante tinción Gram, antibiograma y amplificación del gen de la fracción ribosomal 16S, el cual se envió a secuenciación. Se realizaron cinéticas de crecimiento en medio mínimo para determinar la capacidad de utilizar el pesticida como púnica fuente de carbono y se determinó que 14 de los aislados fueron capaces de crecer en presencia de más de un pesticida.
IMPACTOS DEL PROYECTO CIENTÍFICO: Se generó conocimiento en cuanto a la capacidad de extractos de Aloe vera de coadyuvar en la remediación de la contaminación causada por los tres pesticidas que se estudiaron en este proyecto, lo cual no nos permite generalizar hacia el resto de pesticidas agroquímicos, pero si nos permite establecer una línea de investigación interesante dados los resultados obtenidos. Se aislaron microorganismos con capacidad de degradar los pesticidas analizados en este estudio, lo cual abre una línea de investigación hacia el conocimiento de los mecanismos metabólicos que les permiten desarrollarse en presencia de los pesticidas. TECNOLÓGICO: Se generaron datos importantes que conducirán a la elaboración de un producto de origen 100% natural, auxiliar en el tratamiento de suelos y cultivos contaminados con Atrazina, Clorotalonil y Clorpirfos. Se aislaron cepas bacterianas con altas posibilidades de ser usadas en la fabricación de un producto útil en biorremediación. ECONÓMICO: Se generó un nuevo empleo a nivel de Maestría para apoyo en el desarrollo del proyecto y fortalecimiento de nuestro grupo de investigación. Se redujeron costos anuales de la empresa por un monto de $147,010.00 MN. AMBIENTAL: Se avanzó en la perspectiva de elaborar un producto para el campo 100% natural, con excelentes perspectivas como adyuvante en la biorremediación de suelos y cultivos contaminados por pesticidas y cuyo proceso de fabricación es totalmente inocuo para el ambiente.