Formulación de biomezclas para la remoción de plaguicidas de uso agrícola. Evaluación de la bioaumentación con actinobacterias

Resumen

La atrazina (ATZ) es uno de los herbicidas más utilizados en el mundo y en la región del noroeste argentino, y se ha detectado su presencia en suelos, aguas superficiales y subterráneas. En este contexto, los sistemas de biopurificación (SBP) constituyen una alternativa para prevenir la contaminación por fuentes puntuales asociadas al manejo inadecuado de plaguicidas. Una estrategia para optimizar la eficiencia de un SBP es la bioaumentación con microorganismos con capacidades catabólicas especializadas, entre los que se destacan las actinobacterias. El objetivo general del presente trabajo de Tesis Doctoral fue remover plaguicidas de uso corriente en cultivos regionales mediante biomezclas sustentables y evaluar el efecto de su bioaumentación con actinobacterias. Se evaluó la tolerancia de catorce actinobacterias para crecer y remover ATZ. Todas las cepas demostraron tolerancia al herbicida en concentraciones de 1 g L⁻¹ y fueron capaces de removerlo en medio mínimo con eficiencias de 9,6% a 75,9%. Entre ellas, se seleccionó Streptomyces sp. M7 para la bioaumentación de las biomezclas, por su alta eficiencia de remoción y crecimiento robusto en presencia de ATZ, con niveles de biomasa comparables al control con glucosa. Posteriormente, se formularon tres biomezclas utilizando subproductos lignocelulósicos de la industria azucarera regional (bagazo, cachaza y residuo agrícola de cosecha), combinados con turba y suelo. En ensayos de microcosmos, la bioaumentación con Streptomyces sp. M7 mejoró significativamente la eficiencia de remoción del plaguicida en las tres biomezclas. La cinética de degradación de ATZ se ajustó a un modelo de segundo orden, con disminuciones significativas en la vida media del herbicida en presencia de la actinobacteria. La concentración de inóculo óptima fue de 2 g kg⁻¹, y la inmovilización de Streptomyces sp. M7 en bagazo demostró ventajas en términos de viabilidad celular y eficiencia de remoción. Se seleccionó la biomezcla formulada con bagazo para ensayos a escala de mesocosmos, debido a su comportamiento fisicoquímico y microbiológico favorable, con múltiples aplicaciones de ATZ y sucesivas inoculaciones con Streptomyces sp. M7. En tales ensayos, las biomezclas bioaumentadas mostraron una eficiencia de remoción superior (80–85%) en comparación con las no inoculadas (70–75%). Además, las biomezclas bioaumentadas mantuvieron una mayor diversidad microbiana y una respuesta funcional más estable; sus perfiles fisiológicos comunitarios (CLPP) revelaron una mayor utilización de fuentes de carbono complejas, lo cual sugiere una adaptación funcional al estrés inducido por el herbicida. Se diseñaron SBP con la biomezcla seleccionada y una cobertura vegetal con césped, la cual contribuyó a atenuar la toxicidad de las biomezclas contaminadas,tanto bioaumentadas como sin bioaumentar. Las plántulas de césped crecidas en biomezclas bioaumentadas presentaron mayor vigor y menores niveles de estrés oxidativo. Además, la cobertura vegetal de los SBP contribuyó a atenuar la fitotoxicidad de sus biomezclas sobre plántulas de lechuga, alcanzando valores de elongación radicular e índices de germinación significativamente mayores en los SBP bioaumentados. Los resultados obtenidos demuestran que la combinación de bioaumentación con Streptomyces sp. M7 y la cobertura vegetal es una estrategia efectiva para potenciar la remoción de ATZ en SBP formulados con subproductos agrícolas.

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