Determinación de fitotoxicidad de materiales orgánicos compostados, mediante ensayos biológicos Alvarado, P.1 ; Silva, X.2 ; Varnero, M. T.1 y Martin, A.3 1 Profesores Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Agronómicas, Casilla 1004 Santiago, Chile. 2 Memorante Proyecto Fondef D03I1053, 3 Investigador asistente Proyecto Fondef D03I1053, E-mail: [email protected] Introducción La fruticultura y horticultura de exportación en Chile están basadas en el uso de variedades de alta productividad manejadas con avanzadas tecnologías que permite la expresión de su máximo potencial genético. Esta especialización tecnológica ha tenido como consecuencia, un aumento del valor intrínseco de los materiales vegetales de propagación, los que requieren sustratos que satisfagan sus requerimientos específicos. En estos momentos, existe una demanda insatisfecha de sustratos estables, homogéneos, y uniformes, que estén disponibles a lo largo del año, que sean de calidad controlada y que estén formulados en función de requerimientos específicos de las distintas especies vegetales. Para valorar la calidad de un sustrato es necesario conocer las propiedades de sus principales componentes, ya que las variaciones suelen ser importantes. La ausencia de métodos de análisis estandarizados y de normativas que definan la calidad de los sustratos, hace que el productor en la actualidad, no pueda conocer de forma objetiva la calidad de los materiales que esta utilizando como sustratos. Los materiales orgánicos bioprocesados deben estar lo suficientemente estabilizados para ser utilizados como componentes de sustratos, en caso contrario el proceso de degradación continúa, liberándose metabolitos fitotóxicos que pueden ser dañinos para la planta (Zucconi et al., 1981a, 1981b, 1985). Objetivos El objetivo del presente trabajo fue validar el método propuesto por el CCQC (California Compost Quality Council) para detectar posibles toxicidades en los materiales orgánicos bioprocesados que se usen como materia prima en la fabricación de sustratos. Este trabajo forma parte del proyecto Fondef D03I1063 “Elaboración de sustratos especializados de uso agrícola, a partir de residuos orgánicos bioprocesados”. Materiales y métodos Las actividades experimentales se realizaron en la Unidad de Evaluación de Sustratos, en el Campus Antumapu de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile. Materiales y equipo requeridos: Bandejas plásticas termoformadas 54,4 x28,2 cm, con 162 celdas de 16 cc cada una. Lámparas fluorescente luz-día, conectadas a un timer de 24 hrs. Bolsas de polietileno transparente de 50 micrones de espesor y 50L de capacidad. Agua destilada. Vermiculita grado 2. Sustrato comercial para almácigos “Sunshine # 6”. Y Semillas de pepino. Procedimiento Al preparar las bandejas se mezcló una alícuota de vermiculita y otra de material orgánico de 300 mL cada una, con la mezcla se llenaron 3 hileras adyacentes de 9 celdas cada una en las bandejas. Se realizó un control positivo llenando 2 hileras de 9 celdas con un sustrato comercial (“Sunshine # 6”). Además un control negativo solamente con vermiculita llenando 1 hilera de 9 celdas, para verificar que la vermiculita pueda contener compuestos tóxicos. En cada celda se colocaron dos semillas de pepino. Las bandejas fueron colocadas dentro de una bolsa plástica transparente sellada para conservar la humedad. El ensayo fue ubicado bajo luz fluorescente dando 14 hrs. de luz y 10 hrs. de oscuridad. Se permitió el crecimiento durante 12-14 días aproximadamente a temperatura ambiental. T1+ V T1+ V T1+ V T1+ V T1+ V C+ C+ C+ T2+V T2+V T3+V T3+V C+ C+ T2+V T2+V T3+V T3+V C+ C+ T2+V T2+V T3+V T3+V C+ C+ T2+V T2+V T3+V T3+V T2+V T2+V T3+V T3+V C+ C+ T 2+ C- T2+V T2+V T3+V T3+V T1+ C+ C+ T 2+ C- T2+V T2+V T3+V T3+V T3+ V T 2+ V T3+ V V V T3+ V V T1+ T3+ V T 2+ C- T3+ V T 2+ C- T3+ V T 2+ C- T3+ V T 2+ C- T3+ V T 2+ C- V T1+ V T3+V V T1+ T1+ T1+ V C+ V V T3+V V T1+ T1+ T1+ V C- V V T2+V V T1+ T1+ T1+ V C+ V V T2+V V T1+ T1+ T1+ V C+ V V T 2+ V T1+ T1+ T1+ C- V V V C+ V T1+ T1+ T1+ C+ V V V T1+ V T2+V T2+V T3+V T3+V T3+ V Variables medidas: Emergencia relativa, a través de la siguiente expresión: E = (ES ÷ C) x 100, Donde E es el porcentaje relativo de emergencia con respecto al control positivo, ES el número de plántulas con cotiledones expandidos del tratamiento y C corresponde al número de plántulas emergidas del control positivo (Sunshine # 6). Salud relativa, se obtiene a partir de: V = (VS ÷ C) x 100, Donde V es el porcentaje relativo de salud, VS es el número de plántulas del tratamiento con cotiledones bien formados e hipócotilo elongado, con un largo igual o mayor que el promedio del control positivo (Sunshine # 6) y C representa al número de plántulas sanas del control positivo. En esta prueba se utilizaron tres tratamientos (T1, T2 y T3), donde T1 corresponde a un material orgánico inmaduro más vermiculita, T2 representa un material orgánico con características intermedias más vermiculita y T3 un material orgánico maduro más vermiculita, con 5 repeticiones. El modelo estadístico de este trabajo corresponde a un diseño de bloques completos aletorizados. Los resultados de emergencia relativa y salud relativa se sometieron a Análisis de Varianza, previa normalización mediante transformación de Bliss (Arcosen (%/100)1/2). Las eventuales diferencias significativas entre tratamientos se separaron mediante pruebas de rango múltiple de Duncan (1955). Resultados y discusión Emergencia Relativa. Al evaluar este parámetro se observó que el tratamiento 1 obtuvo la menor emergencia, presentando diferencias significativas con los restantes tratamientos. Según el rango indicador de madurez de CCQC (2001), para emergencia relativa el tratamiento 1 es un material inmaduro al obtener solo un 40 % de emergencia. Los tratamientos 2 y 3 presentan una emergencia superior al 80% y el tratamiento 2 no presenta diferencias significativas con el control positivo. El tratamiento 2 representa a un material muy maduro y el tratamiento 3 es considerado un material maduro según la clasificación de CCQC (2001). Salud Relativa. Con respecto a la salud de los almácigos, los tres tratamientos presentaron bajos porcentajes, el tratamiento 3 obtuvo el mejor porcentaje y no presenta diferencias significativas con respecto al control positivo. Según el rango indicador de madurez de CCQC (2001), el tratamiento 1, 2 y 3 representan a materiales inmaduros al obtener una baja salud relativa. El retraso en la emergencia de semillas y en el desarrollo de almácigos puede ocurrir por la presencia de elementos tóxicos comúnmente presentes en compost inmaduros (CCQC, 2001). Cuadro 1. Emergencia Relativa (Promedio) y Salud Relativa (promedio) de semillas de pepino (Cucumis sativus L.) sembradas en materiales orgánicos bioprocesados. Tratamientos 1 2 3 Control positivo Control negativo Emergencia Relativa1 40 c 98 a 87 b 99 a 83 b Salud Relativa2 0 C 18 B 42 A 57 A 0C ¹ Promedios con la misma letra minúscula indican ausencia de diferencias significativas (P≤0,05), según prueba de Rango Múltiple de Duncan. ² Promedios con la misma letra mayúscula indican ausencia de diferencias significativas (P≤0,05), según prueba de Rango Múltiple de Duncan. Como en el trabajo de Warman (1999), adicionalmente fueron evaluados otros parámetros importantes como son el largo del hipocotilo y el peso de brotes. Largo hipócotilo. Al analizar el largo del hipócotilo los tres tratamientos presentan diferencias significativas con respecto al control positivo. El menor largo lo presenta el tratamiento 1, no superando los 3 cm. como el resto de los tratamientos. Peso de Brotes. Al medir el peso de los brotes, existen diferencias significativas entre los tratamientos 1 y 3 con respecto al control positivo. El tratamiento 2 no presenta diferencias significativas con respecto al control positivo. El menor peso de brotes lo presentó el tratamiento 1. Cuadro 2. Peso de Brotes (Promedio) y Largo Hipocotilo (promedio) de semillas de pepino (Cucumis sativus L.) sembradas en materiales orgánicos bioprocesados. Tratamientos 1 2 3 Control positivo Control negativo Peso de brotes (g)1 0,16 a 0,30 c 0,22 b 0,29 c 0,19 b Largo de hipócotilo (cm)2 2,38 A 3,02 B 3,14 B 3,61 C 2,96 B ¹ Promedios con la misma letra minúscula indican ausencia de diferencias significativas (P≤0,05), según prueba de Rango Múltiple de Duncan. ² Promedios con la misma letra mayúscula indican ausencia de diferencias significativas (P≤0,05), según prueba de Rango Múltiple de Duncan. Conclusiones Con la evaluación de los parámetros emergencia, largo de hipocotilo y peso de brotes se puede afirmar que el tratamiento 1 es un material orgánico bioprocesado inmaduro. En los tratamientos 2 y 3 los resultados indican que no presentan características fitotóxicas, por lo que se pueden considerar materiales orgánicos estables. El parámetro de Salud relativa no fue un parámetro adecuado para medir estabilidad de materiales orgánicos bioprocesados. La prueba de crecimiento en bandejas no fue lo suficientemente sensible para detectar diferencias entre un material orgánico bioprocesado maduro y con características intermedias, lo que concuerda con lo observado por Warman (1999). Es importante usar otras pruebas para evaluar la madurez de los materiales orgánicos bioprocesados. Bibliografía California Compost Quality Council (CCQC), 2001. Test Methods for the Examination of Composting and Compost. [En línea] Disponible en <http://www.crra.com/ccqc> (Consulta: 27 de Agosto, 2004). Warman, P. R. 1999. Evaluation of seed germination and growth test for assessing compost maturity. Compost science y utilization. V. 7 (3): 33-37. Zucconi et al.,1981a. Biological evaluating of compost maturity. BioCicle, 22(2): 27-29. Zucconi et al.,1981b. Evaluation toxicity of immature compost. BioCicle, 22(2):54-57. Zucconi, F., Monaco, A y Forte, M. 1985. Phytotoxins during the stabilization of organic matter. JKR Grasser (ed.). Composting of agricultural and other wastes. Elsevier London. p: 73-86.