Contaminação de Arsenico e Fluor em Solos de Soja

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“Latinoamérica unida protegiendo sus suelos” 
XIX CONGRESO LATINOAMERICANO DE LA CIENCIA DEL SUELO 
XXIII CONGRESO ARGENTINO DE LA CIENCIA DEL SUELO 
 
Mar del Plata, Argentina – 16 al 20 de abril de 2012 
contribuciones@congresodesuelos.org.ar
 
 
RESPUESTA AGRONÓMICA DE LA SOJA CULTIVADA EN SUELOS CON 
CONCENTRACIONES DE ARSÉNICO Y FLÚOR ELEVADAS 
Bustingorri, C.*; Lavado, R.S. 
INBA (FAUBA/CONICET) y Cátedra de Fertilidad y Fertilizantes, Facultad de Agronomía Universidad de Buenos 
Aires. Av. San Martín 4453 - C1417DSE Buenos Aires, Argentina. 
* Autor de contacto: cbusting@agro.uba.ar; Av. San Martín 4453, C1417DSE Buenos Aires, Argentina; +54 11 
45248076 
 
RESUMEN 
Los cultivos argentinos no presentan problemas de contaminación, ya que la concentración natural 
de elementos tóxicos en los suelos es muy baja. Sin embargo, en áreas donde As y F se 
encuentran presentes en las aguas, pueden encontrarse suelos con acumulación de estos 
elementos. El objetivo fue evaluar la producción de biomasa y el rendimiento de soja, ante la 
presencia de As y F en los suelos. Para ello se realizó un experimento en macetas bajo 
condiciones controladas cuya fuente de contaminación fue el suelo (gradientes de contaminación 
con As y F en forma individual o simultánea). La toxicidad del As fue mayor que la de F. En niveles 
medios de As total (>35 mg kg-1) y altos F (>375 mg kg-1) el rendimiento se redujo en un 60% y un 
30%, respectivamente. Las plantas murieron con la dosis más elevada de As, mientras que con F 
no se alcanzó una dosis letal. Cuando As y F fueron aplicados conjuntamente, se evidenció un 
efecto aditivo, reduciendo en un 6% más los rendimientos, comparados con el suelo con de As 
únicamente. La concentración de As y F se incrementó en todos los órganos de soja, aunque los 
granos presentaron las menores concentraciones (relación entre grano y biomasa aérea 1:10 o 
1:20). 
PALABRAS CLAVE 
Soja; Arsénico; flúor 
 
INTRODUCCIÓN 
Por las características demográficas y productivas de la Argentina, la mayoría de los suelos 
agrícolas no han sufrido el impacto de la acumulación de elementos tóxicos provenientes de la 
industria, la actividad humana, la minería y los insumos utilizados en la agricultura. Estos suelos 
no presentan en general contaminación y la concentración natural de elementos tóxicos está 
relacionada al material parental y los procesos pedogenéticos. Sin embargo, existen dos 
situaciones, localizadas principalmente en el centro del país, incluyendo el oeste de la región 
pampeana, que se alejan a este panorama general: a) suelos agrícolas que están siendo 
contaminados por riego complementario por aspersión, debido al uso de aguas con 
concentraciones elevadas de As y F, entre otros elementos. b) suelos de zonas agrícolas 
marginales que sufren contaminación de origen geoquímico, por ascenso capilar desde capas 
freáticas ricas en estos elementos (Blanco et al., 2006; Gonzalez Uriarte et al., 2002; Reinaudi y 
Lavado, 1978). Como consecuencia de ello se observa el enriquecimiento de los suelos con As y 
F en estos sitios junto con el incremento de la salinidad (principalmente cloruros Cl–). Estos 
fenómenos ocurren también en otras partes del mundo (Brammer y Ravenscroft, 2008; Cronin et 
al., 2000; Dahal et al., 2008). 
Las plantas que son expuestas a concentraciones elevadas de As, exhiben síntomas de 
toxicidad, entre ellos inhibición de la germinación, daños oxidativos, menor altura, macollaje o 
ramificación, reducción del crecimiento radical y aéreo, menor fructificación y rendimiento y en 
ciertos casos, incluso, la muerte (Abedin et al., 2002; Rahman et al., 2007). La especie más 
estudiada es el arroz y en menor medida el trigo, en los cuales se encontraron efectos tóxicos del 
As sobre la producción de clorofila, teniendo un efecto depresor sobre la fotosíntesis y 
consecuentemente en el rendimiento (Rahman et al., 2007). En el caso del flúor, si bien sus 
efectos fitotóxicos no han sido extensivamente estudiados, se destacan menor crecimiento radical 
y aéreo, daño oxidativo y menor rendimiento para distintos cultivos y forrajeras (Cronin et al., 
2002; Stevens et al. 2000). La repercusión de ambos elementos en conjunto no ha sido estudiada, 
desconociéndose si su efecto es sinérgico o antagonista o simplemente aditivo. 
La soja es una leguminosa con grandes ventajas agronómicas y es muy importante para la 
alimentación humana y de animales domésticos particularmente monogástricos. Además posee 
diversos usos industriales. Estas cualidades fueron la causa de su gran expansión, por lo que ha 
pasado a ser el principal cultivo no cereal del mundo, ubicándose sólo por debajo de arroz, trigo y 
maíz. La expansión del cultivo ha llevado a que sea cultivada no sólo en ambientes típicamente 
agrícolas, dedicadas anteriormente a otros cultivos de granos, sino sobre suelos de áreas con 
crecientes restricciones. Entre las restricciones se destaca la disponibilidad de agua. Por ello la 
importancia de la irrigación y el riesgo potencial por las concentraciones elevadas de As y F. 
El objetivo es evaluar el efecto de la presencia de niveles elevados de As y F en el suelo, 
individualmente o en conjunto, en la producción de biomasa y rendimiento de soja, la acumulación 
de estos elementos en órganos de la planta de soja y su variación en el ciclo del cultivo. 
 
MATERIALES Y MÉTODOS 
Diseño experimental: 
Se realizó un experimento en macetas en invernáculo con un diseño completamente 
aleatorizado con 4 repeticiones por tratamiento para cada cosecha. Para ello se utilizaron macetas 
de 8 L de capacidad con un sustrato compuesto por 60% suelo (Horizonte A, Argiudol Típico) y 
40% arena, en una mezcla homogénea. Este sustrato fue incubado por 90 días con distintas 
concentraciones de As, F o As y F, y fue sometido a ciclos de humedecimiento y secado. Los 
tratamientos incluyeron 5 niveles de As, 5 niveles de F y 5 niveles de interacción AsxF y un 
tratamiento control (sin agregado de As y F). Las concentraciones utilizadas incluyeron niveles de 
As y F factibles de ser encontrados en los suelos argentinos y por debajo de los límites permitidos 
en suelos agrícolas (20 mg As kg-1 y 200 mg F kg-1; ley 24.051) también se incluyeron 
concentraciones elevadas de estos elementos, abarcando un amplio rango de concentraciones. 
En cada maceta se sembraron 3 semillas de soja (Nidera 4613; Grupo de madurez IV) 
previamente pregerminadas en oscuridad por 48 horas, posteriormente fueron raleadas a fin de 
obtener una planta por maceta. Durante toda la duración del experimento se mantuvieron las 
macetas a capacidad de campo, para ello se realizaron riegos periódicos con agua desionizada. 
Con el objetivo de evitar déficits nutricionales se fertilizó con fósforo en las macetas previo a la 
siembra y se realizaron fertilizaciones complementarias de N, P y micronutrientes a lo largo del 
ciclo de cultivo. Se realizaron dos cosechas en los estadios de R3-R4 (comienzo de fructificación) 
y R8 (madurez fisiológica), en donde se tomaron muestras de suelo y material vegetal. 
 
Determinaciones: 
Mediciones en planta: Se registró altura de planta, número de vainas y granos. Posteriormente, 
se cosechó el material vegetal aéreo, lavado con agua destilada y separado en sus componentes 
(hojas, tallos, vainas y granos). Las raíces se obtuvieron mediante tamizado en húmedo del 
contenido de la maceta por un tamiz de 0.5 mm. Cada uno de los componentes aéreos y radicales 
se colocó en estufa a 60°C hasta alcanzar peso constante y posteriormente se cuantificó la 
biomasa, mediante pesada. A su vez se determinó sobre estas muestras molidas el contenido de 
As (ICP-MS, previa digestión ácida) y F (ISE, extracción en baño caliente), utilizando las técnica 
de la APHA (1993). 
Mediciones en suelo: se determinó el contenido de As total extraido mediante digestión ácida 
con HNO3/H2O2 (USEPA 2006) y As disponible previa extracción con 1.0 M NaOAc/HOAc. El 
contenido totalde F fue extraído por fusión con NaOH (Frankenberger Jr et al. 1996) y el F 
disponible mediante una extracción con agua destilada en baño caliente. Para ambos casos, el 
As se determinó por absorción atómica (ICP-AES) y el F por colorimetría, SPADNS (APHA 1993). 
 
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
Los niveles de As y F totales determinados en el suelo abarcan valores por debajo del límite 
permitido en el caso de los tratamientos C, MB y B, y niveles por encima de este valor límite como 
los tratamientos M, A y MA. Los niveles de As y F disponible representan para el caso del As 
aproximadamente un 30% del As total en el suelo y el F solo un 23 % respecto de los valores 
totales en suelo. La disponibilidad de As resultó dependiente de la disponibilidad del F, ya que 
cuando ambos elementos se aplicaron en conjunto la disponibilidad del As disminuyó mientras 
que la del F presento pequeños cambios. 
Tabla 1. Concentración en suelo de As total y disponible y F total y disponible. Las letras indican diferencias 
significativas entre tratamientos para la fracción disponible de cada elemento estudiado (p<0.05). 
 Niveles C MB B M A MA 
 ---------------------------------------As (mg kg-1) --------------------------------------
Total As 4.8±1.1 5.1±1.2 6.3±1.4 35.0±4.2 68±5.3 289±23.5 
 1.71±0.26 2.18±0.28 8.5±0.7 17.2±2.8 86.7±9.4 As 
0.6±0.16 b b c e G 
a 1.95±0.22 2.3±0.28 6.8±0.9 15.7±1.5 62.7±6.1 
Disponible 
As+F 
 b b c d E 
 --------------------------------------F (mg kg-1) -----------------------------------------
Total As 20±5 25±7 37±10 250±25 375±30 450±35 
 12.2±1.3 13.19±1.5 18.7±2.8 27.2±3.6 57.7±4.1 
F 
7.1±0.81 b b bc d F 
a 11.8±1.1 12.8±1.4 21.4±2. 7 33.1±4.7 61.2±3.8 
Disponible 
As+F 
 b b c e F 
 
Fue posible identificar una concentración crítica a partir de la cual los efectos fitotóxicos tanto 
de As como de F se hacen visibles (Figura 1). En el caso del As, las bajas concentraciones totales 
estudiadas (5,1 y 6,3 mg kg-1) no presentaron efectos sobre la producción de biomasa (p<0,05). 
Sin embargo las concentraciones mayores a 35 mg As total kg-1 resultaron en importantes 
reducciones la biomasa (50%). En el caso del F con 200 mg kg-1(p<0,05) de F total en el suelo, la 
biomasa se redujo un 13%, aunque para la mayor dosis evaluada (450 mg kg-1) la biomasa se 
redujo un 40%. Por otro lado, cuando ambos elementos se encontraron en conjunto, sus efectos 
fueron sinérgicos y la biomasa fue un 15% inferior a aquella obtenida con As (p<0,05). La Figura 1 
muestra que la biomasa de raíces fue el órgano más afectado tanto para los tratamientos con As 
como aquellos con F. En segundo lugar disminuyó la biomasa de hojas, en mayor medida en los 
tratamientos con As (30-60 %), mientras que la presencia elevada de F la reducción fue menos 
drástica (30-35%). Ambos comportamientos coinciden con lo indicado en la literatura (Abedin et 
al., 2002; Cronin et al., 2002). 
 
Figura 1. Evolución de la biomasa de raíces, hojas y tallos para A), B), y C) en R3-R4 y D), E) y F) en R8. Las letras 
indican diferencias significativas en biomasa total entre tratamientos para cada fecha de muestreo (p<0.05). 
En la Tabla 3 se observa el número y biomasa de vainas y granos. El numero de granos se 
redujo un 57% y 31 % para As y F respectivamente mientras que las caídas en el rendimiento 
alcanzaron el 66% para As y 38% para F (p<0,05). Cuando ambos elementos fueron aplicados 
conjuntamente el rendimiento disminuyó un 6 % adicional con respecto de las plantas creciendo 
en suelo contaminado con As. 
La disminución del rendimiento se relaciona significativamente tanto con el aumento en la 
concentración de As como con la de F. Asimismo la presencia conjunta de ambos elementos tiene 
un comportamiento similar al encontrado ante la presencia exclusiva de As. Mientras que al 
aumentar la concentración de F en el suelo la reducción en el rendimiento es mucho menos 
acentuada (p<0,005). La toxicidad del As fue mucho más marcada que la del F, y el riego con 
ambos elementos incrementó aún más los efectos fitotóxicos del As 
 
 
 
Tabla 3. Valores medios y desvío estándar de numero y peso de vainas y granos para los distintos tratamientos. 
 Vainas Granos 
 Número Peso seco Número Peso 
C 33.2±1.6 3.1±0.3 53.7±1.6 4.7±0.3 
MB 32.8±1.4 2.9±0.5 53.5±1.5 4.3±0.4 
B 32.5±1.9 2.8±0.4 52.0±1.9 4.1±0.3 
M 12.4±1.5 1.6±0.5 37.8±1.1 2.6±0.2 
A 10.2±0.9 1.4±0.3 23.2±2.7 1.6±0.2 
As 
MA sd sd sd sd 
MB 32.2±1.5 3.3±0.4 52.5±1.9 4.8±0.3 
B 33.1±2.2 2.9±0.5 52.0±2.6 4.1±0.2 
M 21.3±1.8 1.9±0.5 41.5±2.2 4.0±0.3 
A 19.7±1.3 1.8±0.4 39.2±2.1 3.1±0.2 
F 
MA 15.0±0.8 1.5±0.3 37.1±1.9 2.9±0.2 
MB 32.7±1.8 3.3±0.5 52.6±1.7 4.5±0.3 
B 29.7+1.7 1.9±0.4 49.7±2.3 3.9±0.4 
M 17.9+1.1 1.3±0.3 27.3±1.6 2.2±0.2 
A 7.8±0.1 0.9±0.3 15.2±0.85 1.3±0.1 
As+F 
MA sd sd sd sd 
La concentración de As en raíces superó entre 2 y 3 veces la concentración en la biomasa 
aérea (hojas> tallos>vainas> granos). Mientras que la concentración en granos presentó valores 
entre 0,1 y 0,9 mg kg-1 MS (relación 1:10 con respecto al resto de la planta). La concentración de 
F en raíces presentó valores 2 veces mayor que los encontrados en biomasa aérea (hojas> 
vainas> tallos> granos). Mientras que la concentración en granos varió entre 1:20 y 1:13, 
tendiendo a disminuir la acumulación en grano con altas concentraciones en planta (Figura 2). 
 
Figura 2. Relación entre la concentración de As y F en grano y en biomasa aérea de soja aplicados en forma 
simultánea o individualmente. 
 
CONCLUSIÓN 
En niveles de concentración de As bajos, los cuales se encuentran por debajo de los niveles 
permitidos, los efectos de este contaminante sobre la planta de soja no son apreciables. El efecto 
del As sobre la soja comenzó a observarse en niveles de concentración media y, particularmente, 
con niveles elevados. En el caso del F, los efectos fitotóxicos sobre la soja son solo detectables a 
altas concentraciones y sus efectos tienen menor magnitud. La concentración de ambos 
elementos en la planta se incrementó en correspondencia con la concentración creciente de estos 
elementos en el suelo. En estas condiciones, los valores de concentración de As en los tejidos del 
cultivo son elevados y los rendimientos se redujeron en un 50%. En concentraciones elevadas el 
As resultó mucho más tóxico que el F, para la planta de soja. Los efectos tóxicos de ambos 
elementos fueron aditivos. Las concentraciones fueron más elevadas en las raíces mientras que 
los granos presentaron las menores concentraciones. 
 
AGRADECIMIENTOS 
Este trabajo fue financiado por la ANPCyT (PICT 25260 (FONCyT), la Universidad de Buenos 
Aires (UBACyT A066) y CONICET 
BIBLIOGRAFÍA 
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