Dinámica de fungicidas en un cultivo de pimiento bajo invernadero y minimización de sus residuos en suelos y aguas de lixiviación
- Autores: Encarnacion RUIZ MARTINEZ
- Directores de la Tesis: José Fenoll Serrano (dir. tes.), María del Pilar Hellín García (dir. tes.), María del Pilar Flores Fernández-Villamil (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Murcia ( España ) en 2011
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón Madrid Vicente (presid.), Natalia Campillo Seva (secret.), Rafael Clemente Carrillo (voc.), Jose Antonio Marin Millan (voc.), Jose Enrique Cos Terrer (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La producción del pimiento (Capsicum annum L.) fresco es importante a nivel mundial. España es el quinto país productor, siendo la Región de Murcia, junto a Almería, una de las principales zonas productoras y exportadoras. En el Campo de Cartagena (Murcia), este cultivo constituye una de la bases de la economía de la zona, donde se cultiva principalmente bajo invernadero. Además de la importancia económica de este cultivo, al pimiento se le atribuyen numerosos efectos beneficiosos sobre la salud, debido a su bajo aporte calórico y un elevado valor nutricional, destacando el contenido en vitaminas, compuestos fenólicos y carotenoides.
Durante su cultivo, el empleo de plaguicidas es una práctica habitual para reducir las pérdidas generadas por plagas y enfermedades, y así poder satisfacer la creciente demanda de pimientos frescos de calidad en los mercados internacionales durante todo el año. Con este fin, se utilizan distintos tipos de plaguicidas, aplicados en distintas formulaciones y durante diversas etapas precosecha y postcosecha. Estos plaguicidas pueden ser aplicados de forma directa (a la planta), o indirecta (en el suelo). Sin embargo, el empleo de plaguicidas conlleva la aparición de otros problemas, como la presencia de residuos en alimentos, suelo, aire y agua, con los posibles efectos negativos para el medio ambiente y la salud humana. De ahí la necesidad de conocer el comportamiento de los plaguicidas en el medio agrícola, y desarrollar tecnologías útiles, económicas y medioambientales correctas, capaces de conseguir la eliminación total o parcial de estos contaminantes.
Por lo que el principal objetivo de esta Tesis fue conocer la dinámica en el medio agrícola de ocho fungicidas, habitualmente utilizados en el cultivo de pimiento bajo invernadero, así como estudiar diferentes alternativas para la minimización de sus residuos en suelos y aguas de lixiviación. Para ello se seleccionaron los siguientes fungicidas: ciprodinil, pirimetanil, fludioxonil, hexaconazol, tebuconazol, triadimenol, azoxystrobin y kresoxim-metil. Se realizaron los siguientes experimentos: Se estudió la disipación de residuos de plaguicidas en fruto de pimiento. Para ello, se cultivó plantas de pimiento de tipo "Almuden", en bloques aleatorios, y se aplicó sobre las plantas dos tratamientos de los fungicidas seleccionados a la máxima dosis recomendada. Los frutos fueron muestreados a los 0 (2horas), 1, 3, 7 y 15 días después de la aplicación del primer tratamiento y a las 0 (2 horas), 1, 3, 7, 15 y 21 días después de la aplicación del segundo tratamiento. Este experimento muestra que los plazos de seguridad establecidos para los fungicidas estudiados en pimiento son correctos, ya que, a pesar de realizar dos aplicaciones sucesivas a la dosis máxima recomendada por los fabricantes, los niveles de residuos encontrados fueron inferiores a los LMR establecidos por el Reglamento (CE) n° 396/2005 del Parlamento Europeo y del Consejo, excepto para hexaconazol. Además, aplicaciones sucesivas de estos compuestos no afectan a su velocidad de disipación bajo nuestras condiciones experimentales de trabajo.
Se estudió el potencial de lixiviación de los fungicidas de interés a nivel de laboratorio. Para este estudio se utilizaron columnas de suelo. Las columnas (PVC) se llenaron con 150 g de suelo. Una vez acondicionadas las columnas con disolución 0,01 M de CaCl2, se adicionó a cada columna, una disolución metanol/agua (10/90 v/v) que contenía 100 µg de cada uno de los fungicidas estudiados. Una vez iniciada la lixiviación, se recogió durante 10 días muestras de agua lixiviada. Se tomaron también muestras de suelo, una vez finalizado el experimento. También se realizó un estudio del potencial de lixiviación de los fungicidas a nivel de campo. Se dispuso de un invernadero, dividido en tres lisímetros, dedicados al cultivo de pimiento. Se realizó un tratamiento de los fungicidas sobre el suelo, a la mitad de la dosis máxima para cada uno de ellos. El riego de los lisímetros se realizó cada tres días mediante mangas con goteros, siendo la duración de cada riego de 45 minutos. Se tomaron muestras de agua lixiviada periódicamente durante 5 meses y muestras de suelo al final del experimento a dos profundidades. Los ensayos de lixiviación realizados en laboratorio en nuestras condiciones de trabajo, nos permitieron clasificar los fungicidas estudiados en lixiviables (triadimenol) y no lixiviables (ciprodinil y fludioxonil), mientras que los fungicidas azoxistrobin, kresoxim-metil, hexaconazol, pirimetanil y tebuconazol se encontraron en una situación intermedia. En condiciones de campo, solamente los fungicidas con alta solubilidad en agua y baja adsorción en el suelo, como pirimetanil y triadimenol, pudieron ser lixiviados a lo largo del perfil del suelo (franco-arcilloso), pudiendo provocar la contaminación de aguas subterráneas. Estos resultados muestran la importancia de implantar medidas correctoras capaces de minimizar, en la medida de lo posible, los niveles de estos contaminantes.
Se estudió la descontaminación de aguas de lixiviación mediante fotocatálisis solar. El experimento se llevo a cabo en una planta piloto situada en una parcela soleada perteneciente a la Universidad de Murcia. El agua de lixiviación empleada se contaminó con diferentes cantidades de los productos comerciales seleccionados, para que el nivel de concentración fuese alrededor de 0,5 mg L-1 para cada uno de los fungicidas estudiados. Como fotosensibilizador se usó ZnO y como oxidante Na2S2O8. El ensayo se realizó en la franja horaria de mayor intensidad luminosa, de 10 a 18 horas, periodo durante el cual se realizó la toma de muestras de agua a distintos tiempos (0, 15, 30, 60, 120, 240 y 480 min). Este experimento mostró que la fotocatálisis solar empleando ZnO como fotosensibilizador resultó mucho más eficaz que la fotolisis (ausencia de catalizador), siendo un método muy eficaz, rápido, además de una buena alternativa al empleo de TiO2 para reducir e incluso eliminar residuos de fungicidas en aguas de lixiviación. Por otro lado, la adición del anión peroxodisulfato junto al catalizador, produjo un aumento en la eficiencia del proceso, alcanzándose la completa mineralización aproximadamente en 2 horas. Esta tecnología puede sustituir a otras técnicas convencionales de remediación de aguas, ya que hace uso de una fuente de energía renovable, inagotable, libre de contaminación y fácil de utilizar en nuestra zona, debido a la gran cantidad de radiación solar que recibe al año la Región de Murcia.
Se estudió el efecto de las técnicas de solarización y biosolarización sobre la degradación de fungicidas en suelos contaminados. Se utilizó 75 macetas rellenas con 8 kg de suelo procedente de los invernaderos. El suelo se contaminó con los fungicidas de estudio. Para ello a cada maceta se le añadió una disolución de 25 mL conteniendo 12 mg de ciprodinil y 8 mg del resto de compuestos, además del volumen de agua necesario para alcanzar la capacidad de campo. Se realizaron 3 tipos de tratamientos: desinfección con solarización, desinfección con biosolarización y un control (sin desinfección). En los tratamientos de solarización y biosolarización, se utilizó polietileno transparente de baja densidad para cubrir el suelo. En los de biosolarización, además, se añadió estiércol a las macetas. Se realizaron muestreos de suelo a los 0 (2 horas), 15, 30 60 y 90 días. Bajo nuestras condiciones de trabajo, las técnicas de solarización y biosolarización incrementaron la velocidad de disipación de los fungicidas en suelo. Este efecto fue atribuido principalmente al incremento observado en la temperatura del suelo. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, estas técnicas pueden ser consideradas una herramienta útil y eficaz para la biorremediación de suelos contaminados por fungicidas. Las diferencias observadas en la respuesta de los diferentes fungicidas respecto a la técnica de desinfección utilizada, pone de manifiesto la necesidad de estudios específicos para cada compuesto.
