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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
Rev. Int. Contam. Ambie. 26 (3) 183-191, 2010
Crotalaria incana L.
y
Leucaena leucocephala
Lam. (LEGUMINOSAE): ESPECIES INDICADORAS
DE TOXICIDAD POR HIDROCARBUROS DE PETRÓLEO EN EL SUELO
Dinora VÁZQUEZ-LUNA, Mepivoseth CASTELÁN-ESTRADA, María del C. RIVERA-CRUZ,
Ángel I. ORTIZ-CEBALLOS y Francisco IZQUIERDO R.
Colegio de Postgraduados, Campus Montecillo, Km. 36.5 carretera México-Texcoco, Montecillo 56230, Estado
de México, México, dinovaz@colpos.mx
(Recibido julio 2009, aceptado mayo 2010)
Palabras clave: CE
50
, contaminación del suelo,
índice de ftotoxicidad, petróleo crudo
RESUMEN
En este estudio se evaluaron los e±ectos tóxicos que produce un suelo Gleysol mólico
contaminado con petróleo crudo, sobre plántulas de dos especies de leguminosas.
Para ello se generó un índice de impacto ftotóxico (IIF) que integra cinco parámetros,
medidos a través de índices relativos de impacto (IRIF
(x)
) para las variables emergen-
cia, altura, longitud radicular, biomasa aérea y biomasa radicular. Los bioensayos se
realizaron bajo un diseño completamente al azar, con tres repeticiones, en condiciones
semicontroladas, para evaluar la sensibilidad de
Leucaena leucocephala
y
Crotalaria
incana
a di±erentes concentraciones de HTP (hidrocarburos totales del petróleo). En
general, se observaron e±ectos altamente signifcativos (P ≤ 0.01) al aumentar la
concentración de HTP en el sustrato. La emergencia de
L. leucocephala
±ue 29 %
menor con 80 000 mgkg
-
1
de HTP, mientras que
C. incana
disminuyó 30 % con 32
000 mgkg
-
1
de HTP. Respecto a los testigos, ambas especies mostraron un retraso
de cinco días en la emergencia de las plántulas cuando se expusieron a altas concen-
traciones de HTP. Una disminución signifcativa en la acumulación de materia seca
(MS) con concentraciones superiores a 20 000 mgkg
-
1
de HTP se observó en ambas
especies. Los IIF respectivos mostraron una disminución de 50 % con 80 000 y 25
000 mgkg
-
1
de HTP; sin embargo,
L. leucocephala
no presentó e±ectos signifcativos
con 10 000 mgkg
-
1
de HTP. Por su parte, la CE
50
en
L. leucocephala
,
se presenta
con 80 000 mgkg
-
1
de HTP, mientras que en
C. incana
este parámetro se observa a
partir de 25 000 mgkg
-
1
de HTP.
Key words: EC
50
, crude oil, phytotoxicity index, soil pollution, total petroleum hydrocarbons
ABSTRACT
This study assesses the toxic e±±ects produced by a Gleysol molic soil contaminated
with crude oil on seedlings o± two species o± legumes. A phytotoxic impact index
(IIF) was generated, which includes fve parameters measured by relative rates o±
impact (IRIF
(x)
) ±or variables; emergency, height, root length, aboveground biomass
and root biomass. Bioassays were conducted under a completely randomized design
with three replications under semi-controlled conditions, to assess the sensitivity o±
Leucaena leucocephala
and
Crotalaria incana
at di±±erent concentrations o± HTP (total
D. Vázquez-Luna
et al
.
184
petroleum hydrocarbons). Effects were highly signiFcant (P ≤ 0.01) with increasing
concentrations of HTP in substrate. The emergence of
L. leucocephala
was 29 % lower
with 80 000 mgkg
-
1
HTP, while
C. incana
decreased 30 % with 32 000 mgkg
-
1
HTP
respect to control. Both species showed a Fve-day delay in the emergence of seedlings
when exposed to high levels of HTP. A signiFcant decrease in the accumulation of
dry matter (DM) at concentrations above 20 000 mgkg
-
1
HTP was observed in both
species. The respective II± declined of 50 % with 80 000 and 25 000 mgkg
-
1
TPH,
but
L. leucocephala
had no signiFcant effect with 10 000 mgkg
-
1
TPH. ±inally, the
EC
50
in
L. leucocephala
, is presented with 80 000 mgkg
-
1
TPH whereas in
C. incana
this parameter is noted from 25 000 mgkg
-
1
TPH.
INTRODUCCIÓN
La industria del petróleo en México ha tenido un
impacto negativo sobre los recursos naturales. En el
sureste del país extensas zonas han sido afectadas
por derrames que ocurren durante la extracción,
conducción y transporte del petróleo (Rivera-Cruz
et al.
2005). Los efectos negativos aumentan debido
al mal estado de los ductos y a la dispersión de los
contaminantes (Vega
et al
. 2009) causados por las
abundantes precipitaciones características de regio-
nes tropicales (Rivera-Cruz y Trujillo-Narcia 2004).
Para entender el efecto de los contaminantes del
petróleo sobre los suelos es necesario conocer la
relación que existe entre la cantidad, composición
y grado de afectación sobre los organismos vivos
(Al-Mutairi
et al.
2008). Los estudios de contami-
nación de suelos se pueden realizar por dos vías:
mediante análisis químico de los suelos (Kisic
et al
.
2009), o bien por la evaluación de la respuesta
in
vivo
de plantas que crecen en suelos contaminados
(Shahriari
et al
. 2007), lo cual permite evaluar los
efectos del contaminante sobre los organismos (Porta
et al
. 1999). El último es el método empleado en este
estudio, por lo que se hacen pruebas de toxicidad en
plántulas para medir la respuesta Fsiológica a dife-
rentes concentraciones de HTP (hidrocarburos totales
del petróleo) (Chaîneau
et al
. 2003).
La Ftotoxicidad estudia los cambios perjudiciales
en el funcionamiento, aspecto y crecimiento de las
plantas en respuesta a una sustancia dada (OECD
1984). Por ello, en el presente trabajo se hicieron
pruebas de toxicidad mediante bioensayos
ex-situ
para determinar el efecto Ftotóxico en plántulas de
Leucaena leucocephala
y
Crotalaria incana
expues-
tas a suelo contaminado con diferentes concentracio-
nes de petróleo crudo. El objetivo de este estudio es
desarrollar y evaluar un índice que permita establecer
parámetros de referencia estadísticamente conFables
para determinar el impacto Ftotóxico que generan
los hidrocarburos contaminantes del suelo sobre la
emergencia, longitud radicular, altura y acumulación
de materia seca (MS) en especies leguminosas.
MATERIALES Y MÉTODOS
El suelo empleado en los bioensayos corresponde
a un Gleysol mólico (±AO 1998) que fue colectado
en el ejido Arroyo Hondo Santa Teresa, municipio
de Cárdenas, Tabasco. Se determinó el contenido
de HTP en las muestras, encontrando un valor de
150 mgkg
-
1
de peso seco; según la NOM-138-
SEMARNAT/SS-2003 este suelo se considera no
contaminado (SEMARNAT 2005).
Para establecer los bioensayos se empleó un dise-
ño completamente al azar (DCA) con tres repeticio-
nes y dos leguminosas
Leucaena leucocephala
Lam
.,
y
Crotalaria incana
L. Estas fueron seleccionadas por
ser especies que crecen silvestres en áreas contami-
nadas con petróleo; la primera presenta tolerancia,
mientras que la segunda muestra sensibilidad a altas
concentraciones de petróleo crudo (Rivera-Cruz
y Trujillo-Narcía 2004, Rivera-Cruz
et al
. 2005).
Por lo anterior, con
L.
leucocephala
se evaluaron
seis tratamientos a altas concentraciones, mientras
que con
C.
incana
se evaluaron siete tratamientos
a bajas concentraciones (Rivera-Cruz
et al
. 2005).
En cada bioensayo se utilizó el Protocolo 208 de
la Organización para la Cooperación y Desarrollo
Económico (OECD 1984) modiFcado (Rivera-Cruz
y Trujillo-Narcia 2004), que permite identiFcar en
forma sencilla los síntomas de estrés en la planta
(Wang y ±reemark 1995).
El suelo fue secado a la sombra hasta 13 % de
humedad, se molió y tamizó a 5.0 mm. Los sustratos
para los ensayos se prepararon a partir de suelo testigo
(150 mgkg
-
1
HTP) que se mezcló con diferentes can-
tidades de petróleo crudo ligero y se homogeneizó,
sin agregar solvente alguno; las concentraciones a
LEGUMINOSAS INDICADORAS DE TOXICIDAD POR HIDROCARBUROS
185
probar se calcularon en base seca (p/p).
Leucaena
leucocephala
se evaluó con 150 (testigo), 10 000,
20 000, 40 000, 60 000 y 80 000 mgkg
-
1
de HTP.
Para
Crotalaria incana
se evaluaron concentraciones
de 150 (testigo), 1700, 3500, 7000, 12 000, 25 000 y
32 000 mgkg
-
1
de HTP.
Después de homogenizar las mezclas se les adi-
cionó agua destilada hasta llevarlas a 28-30 % de
humedad; se incubaron 24 horas y posteriormente
se sembraron 50 semillas de
C.
incana
y 25 de
L.
leucocephala
por repetición, respectivamente, en
contenedores de vidrio de 32
x
22
x
5.5 cm de pro-
fundidad. La cantidad de semillas sembradas por
especie vegetal, se calculó según el tamaño de la
semilla (Leishman
et al
. 2000), la viabilidad de la
especie (Carreras
et al
. 2001, Bosco 2009) y el área
del contenedor (Rivera-Cruz y Trujillo-Narcia 2004).
Las semillas fueron escariFcadas previamente para
eliminar los tegumentos impermeables que consti-
tuyen una barrera para la germinación (Antoniolli
et al.
1993, Carreras
et al
. 2001). La escariFcación
consistió en sumergir las semillas en ácido sulfúrico
durante 15 minutos y posteriores lavados sucesivos
con agua corriente hasta eliminar todos los residuos
de ácido (Huachin y Carvajal 1998). Se realizaron
pruebas de germinación para determinar la viabilidad
inicial de las semillas, encontrando valores estándar
de viabilidad en ambos lotes (Carreras
et al
. 2001,
Bosco 2009).
Durante los ensayos se proporcionó agua para
mantener la humedad del sustrato a capacidad de
campo; no se aportaron nutrimentos N, P y K, para
evitar interferencia sobre el crecimiento de los ejem-
plares. Las variables observadas fueron emergencia,
emergencia acumulada, altura, longitud radicular y
acumulación de MS aérea y radicular. La primera
se midió cada cinco días, mientras que las siguien-
tes variables se evaluaron 30 días después de la
siembra; al Fnalizar dicho período se extrajeron las
plántulas de los contenedores y se eliminó el exceso
de suelo, se separó la parte aérea de la radicular,
se colocaron en bolsas de papel etiquetadas y se
secaron en estufa (75 ºC, 48 h). El material se pesó
en una balanza analítica para obtener los valores
de MS. La comparación múltiple de medias se rea-
lizó mediante la prueba de Tukey (
a
= 0.05). Los
resultados numéricos fueron analizados mediante
el software SAS (1999) versión 9.1, utilizando el
procedimiento PROC GLM.
El índice relativo de impacto Fsiológico (IRI±)
propuesto, se calculó para cada variable (x) en
ambas especies bajo estudio. Para medir el efecto
de tratamientos, los IRI±
(x)
de cada variable fueron
comparados con la correspondiente del testigo (150
mg.kg
-
1
de HTP). El IRI±
(x)
se obtuvo al restar una
unidad al índice de tolerancia (Porta
et al
. 1999), ya
que éste permite evaluar la respuesta biológica en un
suelo contaminado. El índice de impacto Ftotóxico
(II±) se obtuvo de la suma de todos los IRI±
(x)
,
divididos entre el total de las variables estudiadas,
cuyo valor representa la respuesta de la planta al
contaminante en función del total de las variables
Fsiológicas estudiadas. Para ello se utilizaron las
ecuaciones siguientes:
IRIF
(
x
)
=
1
TpR
1
TtR
1
(1)
IIF
=
n
i = 1,2.
.....
t
n
i=
1
IRIF
(
x
)
(2)
donde:
IRIF
(x)
:
índice relativo de impacto Fsiológico
para la variable
x
IIF:
índice de impacto Ftotóxico
Tp:
concentración de HTP
Tt:
testigo
R1
: repetición 1…n
n
: número de variables
Los resultados se interpretaron con los siguientes
criterios: si el IRI±
(x)
es igual a cero, los HTP no
afectan la variable en ningún sentido; si el IRI±
(x)
es menor a cero, los HTP aumentan la expresión de
la variable; si el IRI±
(x)
es mayor a cero, los HTP
producen efectos negativos sobre la variable.
Se determinó además la CE
50
(concentración-
efecto) que produce efectos observables en 50 %
de la muestra, y la CNOE (concentración efecto no
observable), que es la máxima concentración que
puede existir en el medio sin que se observen efectos
después de 30 días de exposición al petróleo.
RESULTADOS
El análisis de varianza de la emergencia acu-
mulada en plántulas de
L. leucocephala
mostró
diferencias estadísticas altamente signiFcativas
entre tratamientos (P ≤ 0.01). La mayor emergencia
se concentró en los primeros cinco días, en los
tratamientos con concentraciones de hasta 40 000
mgkg
-
1
de HTP, pero se observó un retraso de cinco
días en la emergencia de plántulas expuestas a 60
000 y 80 000 mgkg
-
1
. Se encontró una disminución
D. Vázquez-Luna
et al
.
186
altamente signifcativa en la emergencia acumulada
con esta última concentración durante los 30 días
de exposición al petróleo (
Fig. 1
). Lo anterior coin-
cide con lo encontrado mediante el índice relativo
de impacto fsiológico para la variable emergencia
acumulada (IRIFe), el cual mostró ser 30 % menor
respecto al testigo al fnal de la prueba.
El análisis de varianza de la emergencia acumu-
lada de plántulas de
C.
incana
, mostró di±erencias
altamente signifcativas entre tratamientos (P ≤ 0.01).
La mayor emergencia acumulada durante 30 días de
exposición al petróleo se presentó con 1700 mgkg
-
1
,
en tanto la menor emergencia se registró con 32 000
mgkg
-
1
(
Fig. 2
). El IRIFe disminuyó 30 % con res-
pecto al testigo.
IRIF para las variables altura, longitud radicular
y acumulación de MS
El análisis de varianza del IRIF para las variables
altura, longitud radicular, biomasa aérea, biomasa
radicular y biomasa total de plántulas de
L. leuco-
cephala
y
C. incana
mostró di±erencias altamente
signifcativas (P ≤ 0.01) entre los tratamientos,
durante el periodo de exposición al petróleo. Tanto
la altura como longitud radicular de
L. leucocepha-
la
disminuyeron a mayores dosis de petróleo. El
tratamiento con 80 000 mgkg
-
1
de HTP mostró
el mayor IRIF sobre la altura y longitud radicular
(
Fig. 3
), con una disminución respecto al testigo de
41 y 72 %, respectivamente. La mayor cantidad de
biomasa aérea y radicular se encontró en el testigo
y con 10 000 mgkg
-
1
de HTP, lo que indica que esa
concentración no es tóxica para esta especie. La
menor acumulación de MS se encontró en suelos
con concentraciones de 20 000 a 80 000 mgkg
-
1
de HTP, donde se encontraron los mayores IRIF
(
Fig. 3
). Este comportamiento se asoció con una
producción 45 % menor de hojas; como consecuen-
cia, el crecimiento de tallos y raíces ±ue a±ectado
de manera sustancial, lo que redujo la biomasa
radicular en 53 % respecto al testigo.
En el bioensayo con
C. incana
, el análisis de
varianza de los IRIF para las variables altura, longi-
tud radicular y acumulación de MS, mostró e±ectos
negativos con el incremento en la concentración de
100
Emergencia acumulada (%)
90
80
70
50
60
40
30
20
10
0
0
5
10
15
Días
20
25
30
Fig. 1.
Emergencia acumulada (%) durante 30 días de expo-
sición a petróleo en un bioensayo con plántulas de
L.
leucocephala
con 150 (
); 10 000 (
); 20 000 (
);
40 000 (
); 60 000 (
) y 80 000 (
) mgkg
-
1
de HTP
100
Emergencia acumulada (%)
90
80
70
50
60
40
30
20
10
0
0
5
10
15
Días
20
25
30
Fig. 2.
Emergencia acumulada (%) durante 30 días de expo-
sición a petróleo en un bioensayo con plántulas de
C.
incana
con 150 (
); 1700 (
); 3500 (
); 7000 (
);
12 000 (
); 25 000 (
) y 32 000 (
) mgkg
-
1
de HTP
Índice relativo de impacto fisiológico (IRIF)
1.00
0.80
0.60
0.40
0.20
150
10 000
20 000
Concentración (mg kg
-
1
HTP suelo seco)
d
e
b
c
c
c
a
a
a
a
a
a
a
a
a
ab
d
b
bc
b
b
b
b
b
40 000
60 000
80 000
0.00
-
0.20
Fig. 3.
Índice relativo de impacto fsiológico (IRIF) sobre las varia-
bles altura (
), longitud radicular (
), acumulación de MS
aérea (
) y radicular (
) en plántulas de
L. leucocephala
por exposición a 150, 10 000, 20 000, 40 000, 60 000 y 80
000 mgkg
-
1
HTP. Literales di±erentes indican di±erencia
estadística entre tratamientos (Tukey P ≤ 0.05; a>b>c)
LEGUMINOSAS INDICADORAS DE TOXICIDAD POR HIDROCARBUROS
187
petróleo (
Fig. 4
). La altura y longitud radicular
mostraron menor magnitud en concentraciones de
12 000 a 32 000 mgkg
-
1
de HTP, mientras que la
mayor acumulación de MS aérea y radicular se en-
contró con concentraciones de 1700 a 7000 mgkg
-
1
de HTP. Esta diferencia se explica porque los tallos
de
C
.
incana
con bajas concentraciones presentaron
20 % mayor longitud-diámetro y longitud de la
radícula que en concentraciones mayores a 12,000
mgkg
-
1
de HTP.
Índice de impacto ftotóxico
El análisis de varianza del IIF en plántulas de
L. leucocephala
y
C. incana
expuestas a diferentes
concentraciones de petróleo mostraron diferencias
estadísticas altamente signi±cativas (P ≤ 0.01). En
ambas especies, los
IIF se incrementaron al aumentar
la concentración de petróleo en el sustrato, lo que
tuvo repercusiones signi±cativas sobre el crecimiento
y desarrollo (
Cuadro I
). Excepcionalmente, en
L.
leucocephala
con 10 000 mgkg
-
1
de HTP se encon-
traron efectos negativos de sólo 7 %
La CE
50
para
L. leucocephala
se observó en
suelo con 80 000 mgkg
-
1
de HTP, mientras que para
C. incana
este parámetro fue obtenido a partir de
25 000 mgkg
-
1
de HTP. En plántulas de
L. leuco-
cephala
se encontró la CNOE con 10 000 mgkg
-
1
,
ya que su efecto fue similar al testigo; en
C. incana
no se encontró una CNOE durante un periodo de 30
días de exposición al petróleo, lo que muestra una
sensibilidad de la especie a concentraciones altas de
petróleo (
Fig. 5
).
DISCUSIÓN
Los resultados de este estudio muestran efectos
evidentes sobre la altura y la longitud de la raíz, lo
que condujo a una menor acumulación de biomasa
en ambas especies. Estos resultados son similares a
los encontrados por Chaîneau
et al.
(1997, 2003),
Issou±
et al.
(2006) y Reynoso-Cuevas
et al.
(2008).
Los efectos provocados por exposiciones agudas y
generalizadas pueden ocasionar problemas de gran
magnitud y desequilibrios en el ecosistema (Labud
et al.
2007).
Durante el desarrollo metodológico de los
bioensayos, la escari±cación de las semillas fue
una estrategia adecuada: al retirar los tegumentos
impermeables se eliminó una barrera física para la
germinación (Antoniolli
et al.
1993, Carreras
et al
.
2001), lo que permite concluir que las respuestas
observadas fueron resultado de las concentraciones
de HTP en el sustrato.
Por otra parte, se encontró que la emergencia de
ambas especies se retrasó cinco días con altas con-
centraciones de HTP. Esto puede deberse a que la
capa hidrofóbica formada por el petróleo disminuye
la retención de agua hasta en 50 % respecto a suelos
no contaminados (Li
et al
. 1997, Sawatsky y Li 1997)
y afecta la primera etapa de la germinación (Ross y
Salisbury 2000), que consiste en la hidratación de
proteínas y otros coloides e inicia la activación de
las enzimas que aumentan el metabolismo, la elon-
Fig.
4.
Índice relativo de impacto ±siológico (IRIF) sobre las
variables altura (
), longitud radicular (
), acumulación
de MS aérea (
) y radicular (
) en plántulas de
C. incana
por exposición a 150, 1700, 3500, 7000, 12 000, 25 000
y 32 000 mgkg
-
1
HTP. Tratamientos con literal diferente
indican diferencia estadística (Tukey p ≤ 0.05; a>b>c)
Índice relativo de impacto fisiológico (IRIF)
1.00
0.80
0.90
0.70
0.60
0.40
0.50
0.20
0.30
0.10
150
1,700
3,500
Concentración (mg kg
-
1
HTP suelo seco)
e
c
b
b
c
c
d
a
b
a
a
a
a
a a
a
a
a
a
a
b
b
ab
ab
ab
ab
ab
ab
7,000
12,000
25,000
32,000
0.00
CUADRO I.
ÍNDICE DE IMPACTO FITOTÓXICO (IIF) EN
PLÁNTULAS DE
Leucaena leucocephala
Y
Crotalaria incana
DESPUÉS DE 30 DÍAS DE
EXPOSICIÓN A DIFERENTES CONCENTRA-
CIONES DE HTP
Concentración de HTP mgkg
-
1
IIF
L. leucocephala
150
10 000
20 000
40 000
60 000
80 000
0.00bc
0.07c
0.32ab
0.43a*
0.42a
0.54a
C. incana
150
1700
3500
7000
12 000
25 000
32 000
0.00e
0.29cd
0.35bc
0.21d
0.42b
0.54a
0.54a
*Tratamientos con la misma letra son iguales estadísticamente
(Tukey p≤ 0.05) (a>b>c…)
D. Vázquez-Luna
et al
.
188
gación de las células de la radícula y la emergencia
de la plántula. Resultados similares fueron reportados
por Quiñones
et al
. (2003) en dos variedades de maíz
expuestas en suelo con 35 000 mgkg
-
1
de petróleo.
Otros autores también encontraron disminución e
inhibición de la germinación en diferentes especies
(Dorn y Salanitro 2000, Chaîneau
et al.
2003, Besa-
latpour
et al.
2008,
Kisic
et al
. 2009).
Las plántulas de
C
.
incana
fueron más sensibles
a los HTP que aquellas de
L
.
leucocephala
, a pesar
de que las primeras fueron expuestas a menores
concentraciones. Esto indica que esta última especie
presenta una tolerancia espontánea al petróleo en el
suelo. Por otra parte, las semillas de
L. leucocephala
son de mayor tamaño que las de
C. incana
y numero-
sos estudios muestran que existe un efecto protector
relacionado al tamaño de la semilla (Dolan 1984).
Leishman
et al
. (2000) mencionan que el tamaño de
la semilla es una característica evolutiva. Algunos es-
tudios señalan que la germinación puede ser afectada
por las fracciones volátiles de los hidrocarburos, las
cuales penetran y dañan el embrión de las semillas,
disminuyendo la germinación hasta en 70 % (Labud
et al.
2007), lo que Fnalmente afecta la emergencia
(Hou
et al.
1999). Al respecto, Chaîneau
et al.
(1997)
aFrman que la fracción ligera del petróleo (naftas)
es veinte veces más tóxica que la fracción pesada.
Sin embargo, estudios realizados por Rivera-Cruz
y Trujillo-Narcia (2004) mencionan que
Mimosa
pigra
y dos especies de
Cyperus
aumentaron la
germinación en 200 % por efecto del petróleo en
el suelo. Bossert y Bartha (1985) y Salanitro
et al
.
(1997) señalan que ciertas fracciones del petróleo
pueden funcionar como Ftohormonas promotoras
de la germinación.
La fitotoxicidad observada en plántulas de
L.
leucocephala
y
C. incana
incrementó con las
concentraciones de petróleo en el sustrato; sin em-
bargo, cada especie mostró diferente sensibilidad.
Este efecto puede deberse a que las plántulas de
L.
leucocephala
tienen cotiledones más grandes y, por
tanto, mayor cantidad de reservas que le permiten
a la plántula mantenerse independiente de su medio
durante un periodo mayor. Al respecto, Hampton y
Coolbear (1990) mencionan que las diferencias en el
vigor de las plántulas está asociado principalmente a
la cantidad de reservas y eFciencia en el metabolismo,
lo que podría representar una condición ventajosa
para las especies con cotiledones de mayor tamaño.
Por otra parte, los cotiledones de las leguminosas
tienen una reserva importante de proteínas que se
metaboliza durante el desarrollo de las plántulas
(Chrispeels
et al
. 1976) para proveer al organismo
en crecimiento de aminoácidos y energía antes del
inicio de la fotosíntesis; si se presentan alteracio-
nes en este proceso, el crecimiento posterior de la
plántula será afectado.
Las dos especies en estudio evidenciaron disminu-
ción de la altura y longitud radicular de las plántulas
por el efecto del petróleo en el suelo. Estos resulta-
dos concuerdan con los obtenidos por Chaîneau
et
al
. (1997), quienes explican que la inhibición del
crecimiento de las plantas muestra relación directa
con el aumento de la concentración de hidrocarburos.
A)
B)
150
150
1700
3500
7000
12,000
25,000
32,000
10,000
20,000
40,000
60,000
80,000
±ig. 5. Efectos Ftotóxicos observados después de 30 días de exposición a
diferentes concentraciones de HTP (mgkg
-
1
) en plántulas de
Leucaena
leucocephala
(A) y
Crotalaria incana
(B)
LEGUMINOSAS INDICADORAS DE TOXICIDAD POR HIDROCARBUROS
189
Quiñones
et al.
(2003) afrman que concentraciones
altas de hidrocarburos impiden la absorción de agua
y nutrimentos debido a la Formación de una capa
hidroFóbica sobre las raíces. Los resultados obte-
nidos confrman que el mayor daño ocurre sobre la
biomasa radicular debido al contacto con el petró-
leo. Kapustka y Reporter (1998) encontraron que
concentraciones altas de hidrocarburos ocasionan
daños severos e inhiben el rebrote de meristemos,
disminuyen la elongación radicular y el crecimiento
e impiden la diFusión del oxígeno celular debido a las
condiciones anóxicas del suelo (Rentz
et al
. 2003). Lo
anterior coincide con Reynoso-Cuevas
et al.
(2008),
quienes identifcaron disminución de la longitud
radicular a medida que aumenta la concentración
del hidrocarburo. Este eFecto puede atribuirse a que
el petróleo Forma una capa que limita la absorción
de agua y nutrimentos por la raíz (Quiñones
et al
.
2003), lo cual puede aFectar el posterior desarrollo y
Fructifcación. Al respecto, estudios de Fructifcación
en maíz muestran disminución de la viabilidad de la
semilla (Ogboghodo
et al
. 2004) y reducción de la
composición química (carbohidratos y proteínas) de
las semillas (Agbogidi
et al
. 2007).
CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en los ensayos con
L.
leucocephala
y
C. incana
muestran que los HTP
en el suelo desencadenan varios daños fsiológicos
sobre las plantas expuestas a altas concentraciones,
entre ellos el retraso y disminución de las tasas de
emergencia. Esto podría reducir la presencia de las
especies en ecosistemas cuyo suelo sea contaminado
con petróleo crudo.
El índice relativo de impacto fsiológico (IRI±)
permite medir los eFectos de los tratamientos sobre
las variables altura, longitud de la raíz y acumulación
de MS en plántulas, y compararlos con su variable
correspondiente en el testigo.
Los IRI± indican que las dos especies estudiadas
disminuyeron de manera signifcativa su producción
de MS en concentraciones mayores a 20 000 mgkg
-
1
de HTP, lo cual se expresó en menor producción de
hojas, tallos y biomasa radicular respecto al testigo.
Los resultados confrman que el daño principal ocurre
sobre la radícula al entrar en contacto directo con el
petróleo, lo cual aFecta el posterior desarrollo de la
planta.
Los II± permitieron determinar que la CE
50
en
L. leucocephala
,
se presenta con 80 000 mgkg
-
1
de
HTP, mientras que en
C. incana
este parámetro Fue
observado a partir de 25 000 mgkg
-
1
de HTP.
Los II± permitieron determinar la CNEO en plán-
tulas de
L. leucocephala
, que
se observó con 10 000
mgkg
-
1
y representa una alta tolerancia a los HTP.
En
C. incana
no se observó la CNEO durante los
30 días que duraron los ensayos, lo que muestra alta
sensibilidad de la especie.
El índice de impacto ftotóxico (II±) generado
en este estudio es útil para integrar y ponderar los
daños causados en plantas que crecen en presencia
de petróleo en el suelo; proporciona el valor global
de los eFectos acumulados sobre los organismos
estudiados y los expresa como porcentaje de daño
respecto a un testigo sin daño. El II± representa de
manera numérica el impacto que producen los hidro-
carburos sobre el crecimiento de las plántulas, con
confabilidad estadística y alta correspondencia con
los eFectos observados visualmente.
AGRADECIMIENTOS
El primer autor agradece al CONACyT por la
beca otorgada para realizar los estudios de posgrado,
a la Dra. Luz del Carmen Lagunes Espinosa por su
apoyo en el Comité Académico del Campus Tabas-
co y un agradecimiento especial a la Dra. Eustolia
García López y Carlos Almeida por su ayuda para la
identifcación taxonómica de las especies utilizadas
en el presente trabajo.
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