Efecto de la fertilización fosfórica sobre la re-movilización del herbicida glifosato en suelos y riesgo asociado a la interacción con el cultivo del arroz

disertación de tesis doctoral

Autores:: Dotor Robayo, Mónica Yadira

Tipo de recurso:: Doctoral thesis

Fecha de publicación:: 2022

Institución:: Universidad Nacional de Colombia

Repositorio:: Universidad Nacional de Colombia

Idioma:: spa

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La molécula se adsorbe fuertemente a los sitios de intercambio en los coloides del suelo, donde persiste de modo variable, dependiendo del tipo de unión que forme con el adsorbato (los minerales y la materia orgánica del suelo), las condiciones ambientales y las posibilidades de degradación del herbicida. Diversos autores han demostrado que el proceso de adsorción del herbicida en suelos es reversible y fuertemente influenciado por incrementos de carga aniónica en el sistema, por lo que, en condiciones de producción agrícola, el uso de fertilizantes fosfatados favorecería la removilización del herbicida. Enmarcado en estas premisas se ejecutó el presente proyecto que evaluó en condiciones de laboratorio, el proceso de adsorción-desorción de glifosato en tres suelos agrícolas arroceros (CS1, CS2 y CS3), la influencia de la presencia de fosfato monoamónico (MAP) sobre la adsorción y desorción, el movimiento del herbicida a través del perfil del suelo y su mineralización. Finalmente se determinó en condiciones controladas de laboratorio e invernadero, mediante el uso del arroz como planta bio-indicadora, el efecto de las cantidades desorbidas del herbicida sobre el metabolismo y el crecimiento de esta especie, utilizando para esto técnicas radiológicas, espectrofotométricas y análisis de tejido vegetal. Con este proyecto de investigación, se buscó dimensionar el impacto no cuantificado que puede generar el uso del herbicida en condiciones específicas de producción, evaluando los efectos nocivos del xenobiótico influenciado por la presencia de fuentes fosfatadas en el sistema. Los resultados indican una alta adsorción del herbicida ajustada al modelo de Freundlich, proceso que varió con la adición de fertilizantes fosfatados al medio. En presencia de fosfatos tiene lugar una saturación parcial de los puntos de adsorción en el suelo que se refleja en la disminución de la adsorción y en la forma en la que esta se produce en los suelos, desarrollándose procesos de competencia y difusión para acceder a sitios de adsorción menos expuestos. Se encuentra que el proceso de adsorción es reversible y en la mayoría de los escenarios evaluados la adición del fosfato favorece la reversibilidad, reiterando la alta afinidad por el fosfato de estos suelos y la similitud de los mecanismos de adsorción y desorción de las dos moléculas. Los ensayos de infiltración en columnas indican que, en las condiciones evaluadas, glifosato es fuertemente retenido en el suelo, sólo una fracción de este se mueve a través del perfil del suelo, en el flujo del agua y la adición del MAP en el sistema favorece el movimiento. La exposición radical directa de soluciones del herbicida en las plantas indicadoras señala que se produce el ingreso del herbicida en la planta y la llegada al sitio de acción, en donde genera la modificación temporal del metabolismo, provocando alteración del crecimiento y desarrollo. La adición de MAP junto con glifosato en suelos indica que este incrementa la respuesta de la planta al herbicida, en comparación a cuando se adiciona sólo glifosato. Al aplicar el herbicida en los suelos estudiados, se observa la interacción de este con las plantas, dando como resultado cambios en las concentraciones de ácido shikímico y la modificación en la producción de biomasa. La dosis aplicada produce un diferencial frente al efecto en la planta, puesto que, a mayor dosis, mayor alteración de los parámetros evaluados. Los resultados indican que la adición de fosfato favorece la acumulación del ácido shikímico y la disminución en la producción potencial de biomasa de las plantas expuestas. En relación con proceso de transferencia desde el suelo, es evidente la limitada biodisponibilidad del herbicida, siendo esta la razón para que los resultados no impliquen efectos letales en las plantas (Texto tomado de la fuente)Glyphosate is the most widely used herbicide in agricultural areas in the world. It is a nonselective herbicide that acts by inhibiting the shikimic acid pathway in plants. The molecule is strongly adsorbed to exchange sites in soil colloids with variable persistence depending on the type of bond it forms with the adsorbate (minerals and soil organic matter), the environmental conditions, and the possibilities for herbicide degradation. Various authors have shown that the adsorption process of the herbicide in soils is reversible and strongly influenced by increases in the anionic load in the system. Therefore, under agricultural production conditions, the use of phosphate fertilizers would favor the remobilization of this herbicide. Under these premises, this project was carried out to evaluate, under laboratory conditions, the adsorption-desorption processes of glyphosate in three rice agricultural soils (CS1, CS2, and CS3), the influence of the presence of monoammonium phosphate (MAP) on the adsorption and desorption, the movement of the herbicide through the soil profile and its mineralization. Finally, the effect of the desorbed amounts of the herbicide on the metabolism and growth of rice plants was determined under controlled laboratory and greenhouse conditions using this species as a bio-indicator plant and applying radiological, spectrophotometric, and vegetable tissue analysis techniques. With this research project, we sought to measure the unquantified impact that the use of the herbicide can generate under specific production conditions, evaluating the harmful effects of the xenobiotic that are influenced by the presence of phosphate sources in the system. The results indicate high herbicide adsorption adjusted to the Freundlich model, a process that varied with the addition of phosphate fertilizers to the medium. A partial saturation of the adsorption points in the soil takes place in the presence of phosphates, which is reflected in decreased adsorption and how it occurs in soils, developing processes of competition and diffusion to access (text taken fron the souerce)DoctoradoDoctor en Ciencias AgrariasEl trabajo se desarrolló en los laboratorios de Malherbología, Química Agrícola e invernadero del Departamento de Química de la Universidad nacional de Colombia, sede Bogotá. Suelos: Para la ejecución de este se utilizaron muestras de tres suelos provenientes de predios arroceros, a los cuales se les realizaron las determinaciones de propiedades fisicoquímicas y mineralógicas. Las localidades a las que pertenecen las muestras de suelos fueron de los municipios de Saldaña (3°54´47¨N y 75°0´19¨ W) y Espinal (4°11´03¨N y 74°57´06¨W) en el departamento del Tolima y de Villavicencio (4°03´42¨N y 73°27´27¨W) en el departamento del Meta. En el capítulo 1 del presente documento se profundiza en las características fisicoquímicas y mineralógicas de estos suelos. Glifosato: Durante el estudio se utilizó 14C -glifosato y glifosato grado analítico ambos comercializados por Sigma Aldrich, y glifosato en formulación comercial 363 g L-1 de ácido de glifosato, equivalente a 446g L-1 de sal potásica de glifosato, nombre comercial Round up® activo. Bioindicador: Semillas, plántulas y plantas de arroz n.c. Oryza sativa. Var. Fedearroz 80. Cuantificación de glifosato: La cuantificación se realizó por métodos espectrofotométricos, requiriéndose el uso de sustancias analíticas como tetraborato de sodio, 9-fluoroenyl methoxycarbomoil cloro (FMOC-Cl), acetronitrilo y diclorometano (grado HPLC), KCl, HCl, KOH, Fe(NO3)39H2O, NaOH, y un buffer borato (pH=9). El fundamento de la cuantificación fue la derivatización de glifosato con FMOC-Cl siguiendo el protocolo implementado por Waiman et al., (2012) y la determinación por UV-VIS. Cuantificación de 14C-glifosato: Esta se realizó a partir de la medida de la actividad del radiomarcado presente en la solución. Utilizando para esto coctel de centelleo y un equipo Contador de centelleo Líquido. La exposición de radiación ionizante sobre la molécula radioactiva produce la excitación y relajación de la molécula, dando origen a una fluorescencia cuantificable. Cuantificación de 14C-glifosato del suelo: Se realizó mediante combustión en Oxidador Biológico marca Harvey Corporation 0X-600®. El 14CO2 desprendido se capturó en viales que contenían 20 mL de Carbosorb® y se llevó a cuantificación previa adición de 20 mL de coctel de centelleo líquido (Ultima Gold®). Cuantificación de Ácido shikímico: La extracción se realizó mediante la inmersión de las muestras en nitrógeno líquido y ácido sulfúrico 0.25 N, posteriormente se indujo la oxidación del compuesto mediante la aplicación de ácido periódico, metaperiodato de sodio, hidróxido de sodio y sulfito de sodio, de acuerdo con la metodología propuesta por Gómez (2009).destino ambiental de herbicidasxix, 218 páginasapplication/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia Sede BogotáBogotá - Ciencias Agrarias - Doctorado en Ciencias AgrariasDepartamento de AgronomíaFacultad de Ciencias AgrariasUniversidad Nacional de Colombia - Sede BogotáMalherbologíaGlifosatoSuelosAdsorción desorciónTraslocación de plaguicidasEfecto de la fertilización fosfórica sobre la re-movilización del herbicida glifosato en suelos y riesgo asociado a la interacción con el cultivo del arrozEffect of phosphoric fertilization on the re-mobilization of glyphosate in soils and risk associated with interaction with rice cultivationEffect of phosphoric fertilization on the re-mobilization of glyphosate in soils and risk associated with interaction with rice cultivationTrabajo de grado - Doctoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TDAlister C., Kogan M., Pino I. 2005. 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Colombiarepositorio_nal@unal.edu.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Efecto de la fertilización fosfórica sobre la re-movilización del herbicida glifosato en suelos y riesgo asociado a la interacción con el cultivo del arroz

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